Что такое сапр тп. Сапр тп как объект проектирования. Этапы создания нового технологического процесса

На многих современных предприятиях используются проектирования, или САПР. Существует большое количество поставщиков подобных решений. Функции и возможности данных систем проектирования, в частности представленных специализированным ПО соответствующего назначения, могут быть самыми разными. В чем заключается сущность САПР? Каковы нюансы разработки данных систем?

Что представляют собой системы автоматизированного проектирования?

САПР — это автоматизированные системы, которые призваны реализовывать ту или иную осуществления проектирования. На практике они представляют собой технические системы, позволяющие, таким образом, автоматизировать, обеспечить независимое от человека функционирование процессов, составляющих разработку проектов. В зависимости от контекста под САПР может пониматься:

Программное обеспечение, используемое в качестве основного элемента соответствующей инфраструктуры;

Совокупность кадровых и технических систем (включая те, что предполагают задействование САПР в виде ПО), применяемых предприятием в целях автоматизации разработки проектов.

Таким образом, можно выделить более широкую и узкую трактовку термина, о котором идет речь. Сложно сказать, какая из них применяется в бизнесе чаще, все зависит от конкретной сферы использования САПР, тех задач, которые призваны решать данные системы. К примеру, в контексте отдельно взятого производственного цеха под САПР, вероятно, будет пониматься конкретная программа для автоматизированного проектирования. Если речь идет о стратегическом планировании развития предприятия, данное понятие будет, вероятно, соответствовать более масштабной инфраструктуре, задействуемой в целях повышения эффективности разработки различных проектов.

Стоит отметить, что САПР — это аббревиатура, которая и расшифровываться может по-разному. В общем случае она соответствует словосочетанию «система автоматизированного проектирования». Вместе с тем есть и другие варианты расшифровки соответствующей аббревиатуры. Например, она может звучать как «система автоматизации проектных работ».

В английском языке российскому термину САПР по смыслу соответствует аббревиатура CAD, в некоторых случаях — CAX. Рассмотрим более подробно, в каких целях могут создаваться системы автоматизированного проектирования в машиностроении и иных сферах.

Цели создания САПР

Главная цель разработки САПР — повышение эффективности труда специалистов предприятия, решающих различные производственные задачи. В частности, связанные с инженерным проектированием. Повышение эффективности в данном случае может осуществляться за счет:

Снижения трудоемкости процесса проектирования на производстве;

Сокращения сроков реализации проектов;

Снижения себестоимости проектных работ, а также издержек, связанных с эксплуатацией;

Обеспечения повышения качества инфраструктуры проектирования;

Снижения издержек на моделирование, а также проведение испытаний.

САПР — это инструмент, позволяющий добиться отмеченных преимуществ за счет:

Автоматизации документации;

Рассмотрим теперь, в какой структуре может быть представлена САПР.

Структура САПР

Система автоматизированного проектирования технологических процессов, к примеру, может включать следующие компоненты:

Комплекс элементов автоматизации;

Программно-техническую инфраструктуру;

Методические инструменты;

Элементы поддержки функциональности САПР.

Распространен подход, в соответствии с которым в структуре САПР следует выделять различные подсистемы. Ключевыми принято считать:

Обслуживающие подсистемы, которые поддерживают функционирование основных проектирующих компонентов САПР, инфраструктуры, отвечающей за обработку данных, поддержание ПО;

Проектирующие подсистемы, которые в зависимости от соотнесения с объектом разработки могут быть представлены с объектными задачами или же инвариантными, то есть связанные с реализацией конкретных проектов или же с совокупностью нескольких.

САПР — это системы, которые включают в себя определенные функциональные компоненты. Рассмотрим их особенности.

Компоненты САПР

Автоматизированное проектирование систем управления и промышленной инфраструктуры, как мы уже знаем, состоит из различных подсистем. В свою очередь, их составляющими являются компоненты, которые обеспечивают функционирование соответствующих элементов САПР. Например, это может быть та или иная программа, файл, аппаратное обеспечение. Компоненты, обладающие общими признаками, формируют средства обеспечения систем проектирования. Таковые могут быть представлены следующими основными разновидностями:

Системы, применяемые в целях разработки различных чертежей;

САПР, созданные для геометрического моделирования;

Системы, предназначенные для автоматизации расчетов в рамках инженерных проектов, а также динамического моделирования;

САПР, предназначенные для осуществления компьютерного анализа различных параметров по проектам;

Средства автоматизации, используемые в целях технологической оптимизации проектов;

САПР, используемые в целях автоматизации планирования.

Стоит отметить, что данную классификацию следует считать условной.

Автоматизированная система технологического проектирования может включать в себя самый широкий спектр функций из числа тех, что перечислены выше, и не только. Конкретный перечень возможностей САПР определяет прежде всего разработчик соответствующей системы. Рассмотрим, какие в принципе задачи он может решать.

Разработка САПР

Проектирование автоматизированных систем обработки информации, управления, программирования и реализации иных функций, направленных на повышение эффективности разработки проектов в тех или иных отраслях, — процесс, который характеризуется высоким уровнем сложности и требует от его участников осуществления вложения значительных ресурсов — трудовых, финансовых. Эксперты выделяют несколько основных принципов, в соответствии с которыми может вестись разработка САПР. В числе таковых:

Унификация;

Комплексность;

Открытость;

Интерактивность.

Рассмотрим их подробнее.

Унификация как принцип разработки САПР

Работа с системами автоматизированного проектирования как на стадии их разработки, так и в период пользования соответствующей инфраструктурой предполагает следование принципу унификации, в соответствии с которым, те или иные решения могут одинаково эффективно и по схожим алгоритмам внедряться в различных отраслях производства. Данный принцип предполагает, что человек, использующий знакомый ему модуль САПР или, к примеру, методику автоматизированного проектирования в одной среде, без труда сможет адаптировать их к специфике применения в иных условиях.

Унификация САПР имеет значение и с точки зрения развития предприятия - разработчика соответствующей системы: чем более универсальными будут модули и подходы, которые данный хозяйствующий субъект предлагает рынку, тем более интенсивным может быть его рост, тем выше конкурентоспособность и готовность новых потребителей к сотрудничеству.

Комплексность как принцип разработки САПР

Следующий принцип, который характеризует процесс проектирования автоматизированных систем, — комплексность. Он предполагает, что производитель САПР сможет наделить свой продукт компонентами, которые позволят его пользователю решать поставленные задачи на самых разных уровнях реализации проекта. Данный аспект, возможно, является ключевым с точки зрения обеспечения конкурентоспособности продукта и освоения им новых рынков. Но при этом следует иметь в виду, что даже самые комплексные решения должны удовлетворять иным ключевым принципам разработки САПР. В числе таковых — открытость.

Открытость как принцип разработки САПР

Открытость в данном контексте может пониматься по-разному, но во всех случаях ее интерпретация будет уместной. Разработка системы автоматизированного проектирования — процесс, который должен прежде всего характеризоваться открытостью с точки зрения формирования обратной связи между производителем САПР и ее пользователями. Человек, задействующий соответствующую систему, должен иметь возможность информировать ее разработчика о выявленных проблемах, особенностях функционирования САПР в различных условиях, передавать бренду-производителю свои пожелания касательно улучшения продукта.

Открытость в разработке САПР также может выражаться в готовности производителя осуществлять активный мониторинг технологических разработок, в том числе от конкурирующих производителей, отслеживать различные тренды. В данном случае ведущую роль в бизнесе могут играть не только технологические подразделения, но, к примеру, маркетологи компании, специалисты по PR, менеджеры, отвечающие за переговоры фирмы с партнерами.

Открытость при разработке САПР — это также готовность разработчика соответствующей системы к прямому диалогу с другими поставщиками, которые опять же могут быть его прямыми конкурентами. Обмен технологиями, позволяющими создавать продукты, посредством которых может быть осуществлено эффективное автоматизированное проектирование систем управления, промышленной инфраструктуры, инженерных разработок, также является значимым фактором повышения конкурентоспособности бренда, поставляющего САПР в тех или иных сегментах рынка.

Интерактивность как принцип разработки САПР

Следующий важнейший принцип создания САПР — интерактивность. Он предполагает прежде всего создание разработчиком соответствующих систем интерфейсов, максимально облегчающих процедуру их задействования человеком, а также осуществления им необходимых коммуникаций с другими пользователями САПР.

Еще один аспект интерактивности — обеспечение в необходимых случаях взаимодействия между различными модулями систем автоматизированного проектирования в рамках формирования производственной инфраструктуры.

Можно отметить, что принцип интерактивности тесно связан с первым — унификацией. Дело в том, что обмен данными в рамках тех или иных интерактивных процедур наиболее эффективным будет при условии необходимой стандартизации взаимодействия между теми или иными субъктами. Это может выражаться в унификации файловых форматов, документов, процедур, языка, инженерных подходов при разработке тех или иных проектов.

Особенно большое значение рассматриваемый принцип играет в САПР, посредством которых осуществляется автоматизированное проектирование информационных систем. Данная сфера применения САПР характеризуется, в частности, высокой степенью потребности пользователей соответствующей инфраструктуры:

В регулярном, динамичном взаимодействии между собой;

Обеспечении связей между большим количеством модулей САПР;

Осуществлении оптимизации различных интерактивных процедур;

Оперативном формировании отчетности.

Только при условии достаточной интерактивности систем автоматизированного проектирования пользователи вправе рассчитывать на эффективное решение подобных производственных задач.

В машиностроении все шире используют системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), что вызывается все возрастающим ростом объема машиностроения, усложнением конструкций изделий и технологических процессов, сжатыми сроками технологической подготовки производства и ограниченной численностью инженерно-технических кадров. САПР ТП позволяет не только ускорить процесс проектирования, но и повысить его качество путем рассмотрения большего числа возможных вариантов и выбора самого лучшего по определенному критерию (по себестоимости, производительности и др.).

Автоматизация проектирования предусматривает систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования и в обоснованном распределении функций между технологом-проектировщиком и ЭВМ.

Использование автоматизированного проектирования не только повышает производительность труда технолога, но и способствует улучшению условий труда проектировщиков; количественной автоматизации умственно-формальных (нетворческих) работ; разработке имитационных моделей на воспроизведение деятельности технолога, его способности принимать проектные решения в условиях частичной или полной неопределенности в возникающих ситуациях проектирования.

Проектирование технологического процесса включает ряд уровней: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Проектирование сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам синтеза и анализа. Понятие «синтез» технологического процесса в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию «проектирование». Однако здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки технологического процесса, а синтез характеризует создание варианта технологического процесса, не обязательно окончательного. Синтез как задача может выполняться при проектировании много раз, сочетаясь с решением задач анализа. Анализ технологического процесса или операции – это изучение их свойств; при анализе не создаются новые технологические процессы или операции, а исследуются заданные. Синтез направлен на создание новых вариантов технологических процессов или операций, а анализ используется для оценки этих вариантов.

Технологический процесс механосборочного производства и его элементы являются дискретными, поэтому задача синтеза сводится к определению структуры. Если среди вариантов структуры отыскивается не любой приемлемый, а в некотором смысле наилучший, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров (режимов резания, параметров качества и др.) технологического процесса или операции при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптимизацией.

На каждом уровне процесс технологического проектирования (проектирование технологических процессов и их оснащения) представляется как решение совокупности задач (рис. 5.1). Проектирование начинается с синтеза структуры по техническому заданию (ТЗ). Исходный вариант структуры генерируется, а затем оценивается с позиции условий работоспособности (например, по обеспечению заданных параметров качества изделия). Для каждого варианта структуры предусматривается оптимизация параметров, так как оценка должна выполняться по оптимальным или близким к оптимальным значениям параметра.

В современных условиях совершенно очевидна необходимость системного подхода к автоматизированному проектированию, представляющему собой комплекс средств автоматизации в его взаимосвязи с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователи системы), выполняющих проектирование. Можно формулировать ряд принципов, которые используются при создании систем автоматизированного проектирования, в том числе проектирования технологических процессов согласно ГОСТ 22487– 77:

САПР создается как автоматизированная система, где проектирование ведется с помощью ЭВМ и важным звеном которого является инженер-проектировщик;

САПР строится как открытая развивающаяся система. Разработка САПР занимает продолжительное время, и экономически целесообразно вводить ее в эксплуатацию по частям по мере готовности. Созданный базовый вариант системы может расширяться. Кроме того, возможно появление новых, более совершенных математических моделей и программ, изменяются также и объекты проектирования;

Рисунок 5.1 - Схема процесса проектирования на 1-м уровне

САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования. Блочно-модульный иерархический подход к проектированию сохраняется при применении САПР. Так, в технологическом проектировании механосборочного производства обычно включают подсистемы: структурного, функционально-логического и элементного проектирования (разработка принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операции, разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т. е. автоматизации на всех уровнях проектирования. Иерархическое построение САПР относится не только к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам (центральному вычислительному комплексу и автоматизированным рабочим местам);

САПР как совокупность информационно-согласованных подсистем означает, что обслуживание всех или большинства последовательно решаемых задач ведется информационно-согласованными программами. Плохая информационная согласованность приводит к тому, что САПР превращается в совокупность автономных программ.

Структурными частями САПР являются подсистемы. Подсистема – выделяемая часть системы, с помощью которой можно получить законченные результаты. Каждая подсистема содержит элементы обеспечения. Предусматриваются следующие виды обеспечения, входящие в состав САПР:

методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования;

информационное обеспечение – совокупность сведений, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования (совокупность каталогов, справочников и библиотек на машинных носителях);

математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;

лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;

программное обес печение – совокупность машинных программ, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования. Программное обеспечение делят на две части: общее, которое разрабатывается для решения любой задачи и специфику САПР не отражает, и специальное программное обеспечение, включающее все программы решения конкретных проектных задач;

техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизированного проектирования. Наиболее успешно эти требования могут быть удовлетворены на основе применения ЭВМ единой серии (ЕС ЭВМ);

организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения проектирования.

Работа САПР проводится в двух режимах – пакетном и диалоговом.

Режим пакетной обработки (автоматический) предусматривает автоматическое решение задачи по составленной программе без вмешательства проектировщика в ход решения. Оператор, пользуясь терминалом, вводит необходимые данные. Этот режим применяют в тех случаях, когда удается заранее предусмотреть все возможные ситуации при решении и формализовать выбор продолжений решений в точках ветвления алгоритма, а также когда требуется большое время счета между точками ветвления.

Диалоговый режим (оперативный или интерактивный) используется в случаях, когда: 1) существуют трудно-формулизируемые правила и процедуры для принятия решения (например, распределение переходов по позициям многооперационных станков, выбор баз и другие решения); 2) объем числовой информации, подлежащий вводу в ЭВМ в процессе диалога, невелик (при большом объеме информации диалог затягивается и аппаратура используется малоэффективно); 3) время ожидания решений должно составлять от нескольких секунд, - для часто повторяющихся процедур, до нескольких минут - для редко встречающихся процедур.

Классификация САПР

Установлены следующие признаки классификации САПР (ГОСТ 23501.108–85): тип объекта проектирования; разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых документов; число выпускаемых документов; число уровней в структуре технического обеспечения.

По каждому признаку имеются классификационные группировки САПР и их коды, которые определяют принадлежность создаваемой системы к определенному классу САПР.

Коды классификационных группировок различают по признакам сложности объекта проектирования, уровню автоматизации проектирования, комплексности автоматизации проектирования и по числу выпускаемых документов определяют по отраслевым нормативно-техническим документам.

Уровень автоматизации проектирования показывает, какую часть процесса проектирования (в %) выполняют с использованием средств вычислительной техники; комплексность автоматизации проектирования характеризует широту охвата автоматизацией этапов проектирования определенного класса объектов.

По первому признаку – тип объекта проектирования – установлены три кода классификационной группировки для машиностроения (ГОСТ 23501.108– 85):

САПР изделий машиностроения – для проектирования изделий машиностроения;

САПР технологических процессов в машиностроении – для проектирования технологических процессов в машиностроении;

САПР программных изделий – для проектирования программ ЭВМ, станков с ЧПУ, роботов и ТП.

Код и наименование классификационной группировки по признаку «Разновидность объекта проектирования» определяют по действующим классификаторам на объекты, проектируемые системой:

для САПР изделий машиностроения и приборостроения – по классификаторам ЕСКД или Общесоюзному классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП);

для САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении – по классификатору технологических операций в машиностроении и приборостроении или по отраслевым классификаторам.

Сложность объектов проектирования определяется пятью кодами классификационной группировки: САПР простых объектов (технологическая оснастка, редуктор), САПР объектов средней сложности (металлорежущие станки), САПР сложных объектов (трактор), САПР очень сложных объектов (самолет) и САПР объектов очень высокой сложности.

Существуют три классификационные группировки уровня автоматизации проектирования: система низко-автоматизированного проектирования, когда уровень автоматизации проектирования составляет до 25 %; система средне-автоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет 25 ... 50 %; система высокоавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет свыше 50 %.

Одноэтапная, многоэтапная, комплексная САПР определяет комплексность автоматизации проектирования.

Установлено три кода классификационной группировки уровней в структуре технического обеспечения САПР: одноуровневая – система, построенная на основе средней или большой ЭВМ со штатным набором периферийных устройств, включая средства обработки графической информации; двухуровневая – система, построенная на основе средней или большой ЭВМ и взаимосвязанных с ней одного или нескольких автоматизированных рабочих мест (АРМ), имеющих собственную ЭВМ; трехуровневая – система, построенная на основе большой ЭВМ, нескольких АРМ и периферийного программно-управляемого оборудования для централизованного обслуживания этих АРМ, или на основе большой ЭВМ и группы АРМ, объединенных в вычислительную сеть.

Пример формализованног о описания САПР

Коды классификационных группировок САПР – Станки:

1.041000.2.1.2.1.1.1.2.

Номер классификационной группировки САПР	Код классификационной группировки	Наименование классификационной группировки	Классификаторы, стандарты, методики или др. документы, в соответствии с которыми определены коды классификационных группировок
1 2 3 4 5 6 7 8	1 041000 2 1 1 1 1 2	САПР изделий машиностроения Станки и линии для обработки резанием (кроме деревообрабатывающих) САПР объектов средней сложности Система низкоавтоматизированного проектирования. Уровень автоматизации проектиро­вания 22.5 «/о САПР, одноэтапная. Выполняет один этап конструкторского проектирования (конструирования) САПР, выпускающая документы на бумажной ленте и листе ПОИСК ПО САЙТУ:

Объектом автоматизации в САПР ТП является проектирование.

Проектирование ‒ это интеллектуальная деятельность человека (группы людей), результатом которой является описание создаваемого объекта. В САПР ТП объектом проектирования является технологический процесс.

Проектирование состоит из последовательности рутинных (нетворческих) и творческих операций. К числу рутинных относятся расчеты по известным методикам, поиск информации, оформление документации. Рутинные операции занимают больше половины времени от общей трудоемкости проектирования. САПР способна снизить трудоемкость этих опе­раций, используя возможности программных и аппаратных средств: хра­нение, передача и обработка данных, ввод-вывод текстовой и графической информации .

Большинство операций рутинного характера являются типовыми, т.е. имеют общую последовательность действий. Для их выполнения требуется постановка задачи, исходные данные и последовательность выполнения. Например, для решения размерной цепи, потребуется ввести информацию о замыкающем звене и увеличивающих или уменьшающих составляющих звеньях и выбрать метод решения, который описан алгоритмом, хранящимся в памяти ЭВМ.

Алгоритм – это предписание, определяющее последовательность и содержание математических и логических действий. На его основе создается программа. Алгоритм и работа составленной по нему программы поясняются блок-схемой.

Операции творческого характера не являются типовыми, поэтому их невозможно описать одним алгоритмом, для их выполнения требуются опыт, знания и навыки инженера, которыми САПР не обладает. Возможность хранения в САПР больших объемов справочных данных и алгоритмов типовых операций позволяет ей выполнять рутинные работы, по результатам которых инженер принимает решение.

Способы автоматизированного проектирования следует искать из анализа структуры ТП и логики принятия технологом решений без применения ПЭВМ.

ТП состоит из последовательности операций, связанных между собой и состоящих из установов и переходов, как это показано на рис. 3. Операция выполняется на одном рабочем месте (на единице технологического оснащения) за один или несколько установов обрабатываемой заготовки в приспособлении, определенным набором инструментов. На одном установе возможно несколько рабочих позиций заготовки (например, при установке корпусной детали на поворотном столе). В каждой позиции выполняется несколько переходов разнообразным инструментом. Для выполнения одного перехода потребуется несколько рабочих и вспомогательных ходов инструмента. Поэтому структуру ТП следует рассматривать как совокупность элементов разного уровня. Операция является элементом высокого уровня, а переход – элемент низкого уровня. Под элементом низкого уровня можно рассматривать проход инструмента в переходе.

Рис. 3. Пример структуры ТП обработки резанием: О – операция, У – установ, П – переход

Операция, содержащая больше одного установа, характерна для обработки сложной детали на станке с широкими технологическими возможностями. В операциях изготовления простых изделий могут отсутствовать установы, а в ТП массового производства установы и часть переходов будут выделены в отдельные операции. Отличие ТП определяется последовательностью и содержанием структурных элементов.

Логика формирования операций, переходов и ТП реализуется двумя основными способами: от частного к общему либо от общего к частному. В логической цепочке мыслительной деятельности технолога общим может являться ТП и операция, и соответственно к частному следует отнести операцию и переход, в зависимости от имеющейся исходной информации для разработки ТП. Если ТП разрабатывается на основании унифицированного ТП, то сначала решается общий вопрос по структуре ТП, а затем переходят к решению частных вопросов относительно содержания (структуры) операций и переходов. Обратная последовательность характерна при работе без унифицированного ТП, когда по конструкции заготовки, детали и годовой программе принимаются методы обработки поверхностей, схемы базирования, составляются переходы, установы, формируются операции и приходят к общему решению – маршрутному ТП.

Большинство структурных элементов ТП различных изделий, несмотря на различия в технологии и конструкции, имеют подобную структуру или (и) содержание. Поэтому независимо от логики суждений технолога содержание разработки ТП можно рассматривать как последовательность выбора типовых решений (типовые средства технологического оснащения, типовые операции, установы, переходы или проходы) под заданную конструкцию изделия и заготовки при годовой программе выпуска. Выбор обоснован условиями принятия решения, которые вводит пользователь в режиме диалога, либо автоматически выбирается программой из базы условий. Условия выбора типовых решений формулируются пользователем и вводятся в базу условий для прикладной программы, которая применяет их при составлении ТП на технологически подобные изделия.

На рис. 4 показана блок-схема алгоритма принятия типовых решений:

блок 1 – имеющиеся множества типовых решений;

блок 2 – вызов типового решения;

блок 3 – условие выбора вызванного решения;

блок 4 – ввод условия выбора решения;

блок 5 – логическое суммирование типовых решений для формирования частного (или общего) решения;

блок 6 – условие получения частного (или общего) решения;

блок 7 – ввод условия формирования частного (или общего) решения;

блок 8 – если решение сформировано, тогда оно выводится на монитор;

блок 9 – если решение не сформировано по условию блока 6 или предложенное типовое решение не выбрано по условию блока 3, тогда проверяется условие окончания перебора всего множества, если нет, тогда вызывается (блок 2) следующее типовое решение из множества в блоке 1;

блок 10 – если все типовые решения проверены (условие блока 9 выполняется), тогда требуется ввести требуемое типовое решение, которое будет добавлено в блоке 1 к имеющемуся множеству и вызвано (блок 2) для проверки по условию блока 3 и формирования частного (или общего решения) по условию блока 6.

Результатом работы по предложенному алгоритму может стать несколько вариантов ТП, поэтому следующей задачей технолога станет выбор наиболее эффективного варианта. Для решения этой задачи без применения САПР технолог использует опыт и качественные оценки, которые не всегда обеспечивают требуемого качества результата.

Качество процесса проектирования резко повышается, если на каждом уровне проектирования выполнять автоматизированный отбор рациональных вариантов проектных решений по результатам расчета количественных характеристик. Однако при этом возникает проблема формирования критериев промежуточного отбора наиболее рациональных вариантов на различных уровнях. Например, на уровне (этапе) выбора заготовки анализ вариантов проводится по критерию «себестоимость заготовки». Этот критерий не является до конца объективным, потому что не характеризует затраты на последующую обработку для достижения требуемого качества. Простая заготовка (например, круглый прокат для изготовления ступенчатого вала) не обеспечит снижение затрат на обработку резанием. Сложные заготовки (поковки, полученные на молоте, на горизонтально-ковочной или на ротационно-ковочной машинах), окажут разное влияние на затраты последующей обработки. Поэтому в качестве критерия следует использовать суммарную стоимость заготовки и механической обработки при заданной годовой программе выпуска. Себестоимость детали можно рассчитать только после разработки всех вариантов ТП и выбрать наиболее экономичный. Проработка технологий получения заготовок и их последующей обработки с последующим расчетом затрат при заданной программе выпуска без применения САПР потребует значительных затрат времени. При помощи современных быстродействующих компьютеров перебор всех вариантов не потребует значительных затрат времени, позволит сформировать альтернативные ТП для подобных изделий с другой программой выпуска, что особенно важно в условиях гибкого автоматизированного производства.

Цели и задачи САПР ТП

Задача технолога состоит в снижении затрат на достижение требуемого качества изделия. САПР ТП является инструментом в работе технолога и должна способствовать повышению производительности его труда и улучшению качества результатов его работы . Цели внедрения САПР ТП и задачи, решаемые для их достижения, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Цели и задачи САПР ТП

Длительность цикла подготовки производства сокращается при автоматизированном решении задач и параллельном выполнении конструкторских, технологических и плановых разработок. Каждый специалист приступает к выполнению своих задач, как только в системе появляются необходимые ему исходные данные, являющиеся результатом работы другого инженера. Параллельная работа реализуется в интегрированной САПР, предоставляющей средства и ресурсы для специалистов различных отделов, объединенных задачами подготовки производства изделия.

Автоматизация принятия решений достигается с применением программ переработки информации о конструкции изделия для составления ТП его изготовления. Основой программы является алгоритм, реализующий последовательность логических операций и математических действий, которые выполняются инженером при сборе и анализе информации без применения средств автоматизации проектирования. В зависимости от сложности изделия и его сходства с уже освоенными применяются различные методы технологического проектирования.

Проектирование изделия (детали, заготовки, механизма) или технологии его изготовления заключается в создании элементов (фрагментов) конструкции или структуры ТП с последующим образованием связей между ними. Форма, требования качества и взаимное расположение фрагментов конструкции изделия (поверхностей детали, заготовки, деталей механизма) определяют содержание элементов (операций, переходов) и структуру ТП. Каждому изделию и фрагментам его конструкции соответствует возможный набор ТП и содержание их элементов. Применение того или иного варианта из набора определяется возможностями имеющихся средств технологического оснащения и программой выпуска изделия. Для заданных условий производства фрагменты конструкции и соответствующие им элементы ТП имеют типовое содержание.

Поэтому для автоматизированной разработки ТП потребуется информация о наиболее распространенных (типовых) фрагментах конструкций изделий и соответствующих им способах достижения требуемого качества (элементы ТП) либо информация об уже освоенных изделиях и их технологиях. Кроме того, для решения технологических задач необходима информация о средствах технологического оснащения и справочно-нормативные данные.

Автоматизация разработки ТП невозможна без средств информационной поддержки в принятии решений пользователем или системой. Средства информационной поддержки позволяют систематизировать изделия, технологии и их элементы (классификация изделий и технологий).

Заложенные в системе алгоритмы, содержание и объем имеющейся информации определяют возможности САПР и предполагают различную долю участия пользователя в принятии решений. По этому признаку выделяют автоматический и диалоговый режимы разработки ТП.

При разработке ТП принимаются решения, которые отображаются на мониторе и заносятся в шаблоны документов. Таким образом, параллельно разработке ТП составляется документация и сокращается время на ее подготовку.

Качество ТП оценивается экономическим эффектом от внедрения разработанной технологии. Эффект определяется уровнем затрат на обеспечение требуемого качества изделия, изготавливаемого согласно разработанного ТП. Задача проектирования ТП является многовариантной, поэтому для получения качественного ТП необходимо сравнить возможные варианты ТП по достигаемым показателям качества и уровню связанных с этим затрат.

Без средств автоматизации технологического проектирования проработка возможных вариантов ТП займет много времени, поэтому инженер принимает решения, опираясь на собственный опыт, данные нормативной и справочной литературы, применяет опубликованные результаты исследований и опыт работы специалистов других предприятий. В этом случае качество принимаемых решений зависит от опыта инженера и достоверности применяемых источников информации.

Опыт позволяет специалисту получить требуемое решение, исключив ряд промежуточных суждений и некоторые расчеты между исходными данными и конечным результатом. При работе с применением САПР опытный специалист по исходным данным предполагает о содержании решения и ожидает его от системы. Если система предлагает решение отличное от ожидаемого, технологу потребуется средство анализа, чтобы разобраться в образовавшемся противоречии и получить очередной опыт. Для исключения ошибочных решений САПР должна иметь средства анализа и моделирования, которые позволят инженеру решить задачу и уточнить полученные результаты в кратчайшие сроки.

Опыт инженера пополняется со временем, в результате освоения новых изделий. Решения, положительно опробированные в условиях данного предприятия, составляют опыт технолога и должны быть отражены в информационной базе САПР ТП.

В единичном производстве, по причине динамично меняющейся номеклатуры, технолог составляет маршрутный ТП, а содержание операций и качество изделий в первую очередь зависят от квалификации исполнителя. В организационно-технических условиях серийного производства технолог разрабатывает операционный ТП, содержание которого определяет качество изделия. Поэтому в комплексе работ проектирования ТП значительное место занимают расчеты операционных размеров, припусков, размеров заготовки и оценка точности получаемых размеров детали.

Очевидно, что размерный анализ ТП является наиболее трудоемкой задачей проектирования, которая должна быть автоматизирована с применением средств анализа САПР.

Молодому специалисту, не обладающему богатым опытом, потребуется значительное время на выработку рационального решения. Для этого ему необходима информация, хранящаяся в информационной базе САПР ТП, и средства анализа.

Отраженный в САПР опыт специалистов поможет молодому инженеру быстрее получить нужное решение. Поэтому типовые решения, хранящиеся в информационной базе САПР, должны обладать качеством, которое подтверждается положительной опробацией в условиях данного предприятия. Хотя не все решения имеют универсальное применение и должны подвергаться проверке с применением средств анализа.

Существуют задачи, для решения которых, кроме анализа, требуется визуальное моделирование. Примерами таких задач являются разработка технологии сборки и обработки на станках с ЧПУ. Визуализация обработки на станке с ЧПУ позволяет выявить ошибки программирования, опасные ситуации столкновения элементов технологической системы станка, качественнно оценить траекторию и определить необходимые размеры инструмента. Моделирование сборочных единиц позволяет уже при проектировании изделия оценить возможность сборки и наметить ее последовательность.

Геометрические модели объектов производства являются основой для проектирования заготовок и оснастки для их получения (штампы, пресс-формы, модельная оснастка). Проектирование заготовок и оснастки выполняется согласно алгоритмов, основанных на методиках, которые используются при работе без средств автоматизации.

Для разработки технологий получения заготовок используются математические модели, описывающие физические явления, протекающие при литье или обработке давлением. Математические модели позволяют прогнозировать брак, оценить параметры конструкции заготовки и условия проведения операций (температура нагрева и форма исходной заготовки, усилия и скорость деформирования, температура и скорость заливки формы, влажность, состав, поддатливость и температура литейных форм), влияющие на качество. Средства анализа позволяют оценить затраты на получение качественной заготовки.

Средства анализа и моделирования технологий получения заготовок позволяют сократить материальные расходы, время на доводку конструкции изделия и освоение технологии.

Созданная геометрическая модель оснастки (штампа, пресс-формы, кокиля) является основой для разработки технологических процессов изготовления ее деталей, для составления управляющих программ (УП) обработки поверхностей формообразующих деталей, для назначения норм материальных расходов и затрат времени.

Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.

На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.

Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).

Позволяет вернуться на предыдущий этап

8. Состав и структура сапр тп

Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:

подсистемы проектирования;

подсистемы обслуживания.

Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.

Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.

Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.

9. Виды обеспечения сапр тп

Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.

Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.

Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.

Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.

Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.

12. Информационное обеспечение сапр тп. Исходная инф-я и создание информационных баз

Исходной информацией для проектирования ТП является конструкторская документация на бумажном носителе или в электронном представлении, а также файлы, содержащие плоские и объемные модели изделий. Для выполнения проектирования необходимо использовать различную справочную информацию (ГОСТ, станки, нормали и т.д.).

Вся эта информация, описанная формализовано, составляет информационный фонд САПР ТП. Основным средством ведения информационного фонда является СУБД.

СУБД – программный комплекс, обеспечивающий создание структуры, ввод, модификацию, удаление и поиск данных, а также язык программирования, с помощью кот-х формируются указанные операции. Совок-ть БД и СУБД – банк данных.

К БД предъявляются следующие требования:

min избыточность;

независимость;

целостность данных;

секретность.

При создании любой БД разрабатывается модель данных, при этом интересующая пользователей информация существует в двух представлениях:

логическом; физическом.

Логическое представление данных отражает структуру данных, модель не содержит конкретных значений, а только отражает структуру; в дальнейшем структура не изменяется, а данные могут меняться при вводе и редактировании информации.

Применяют следующие модели данных:

реляционные (табл.);

• иерархические.

Большинство современных САПР ТП используют реляционные модели данных.

СОВРЕМЕННЫЕ САПР ТП И ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

Современное машиностроительное производство испытывает постоянно возрастающую потребность в полноценных высокоэф­фективных САПР ТП различного назначения.

До начала 90-х гг. XX в. в отечественном машиностроении, за редким исключением, применялись САПР ТП отечественной раз­работки. Многие предприятия и, прежде всего оборонно-промыш­ленного комплекса создавали, эксплуатировали и тиражировали собственные системы. Наряду с эффективно работавшими САПР ТП существовало значительное число систем, не отвечавших предъявляемым к подобным системам требованиям, имевших весь­ма ограниченные области применения, малую надежность и т.д. Необходимость работы с такими системами часто вызывала у тех­нологов-проектировщиков негативное отношение к самой идее автоматизации проектирования ТП.

В конце XX в. политика предприятий в области САПР ТП серьез­но изменилась. Предприятия перестали разрабатывать собственные системы и начали покупать лицензионные САПР ТП необходи­мой конфигурации и функционального назначения. Число отече­ственных разработчиков САПР ТП резко сократилось. На рынок стали поступать зарубежные системы. Однако, если адаптация САПР К зарубежной разработки к отечественным условиям при­менения и ее «русификация» проходят сравнительно просто, то аналогичные действия с САПР ТП часто вызывают серьезные за­труднения. Прежде всего, сказываются различия в нормативных базах (отечественные стандарты не совпадают с зарубежными). Не совпа­дают марки используемых материалов, разнятся методики опреде­ления их характеристик. Не совпадает общая методология проек­тирования ТП, подходы к определению режимов обработки, оценки возможных сил резания и т. д. Все это накладывает серьезные огра­ничения на конкурентоспособность САПР ТП зарубежной разра­ботки на отечественном рынке.

Рыночной «нишей» САПР зарубежного производства на отече­ственном рынке можно считать САПР К и САП. Создание САПР маршрутной и операционной технологий для использования на отечественных предприятиях следует считать прерогативой отечественных разработчиков. На некоторых отечественных предприя­тиях уже начали применять «связки» САПР зарубежной и отечественной разработки: автоматизированное конструирование изделия и его элементов выполняют с помощью зарубежной САПР, а технологическую подготовку - с помощью отечественной САПР ТП. При интеграции систем становятся первоочередными проблемы совместимости форматов экспортируемых (импортируемых) данных.

Рассмотрим реализации некоторых отечественных САПР ТП, находящих применение в промышленности.

КОМПАС-Автопроект . Разработчик - компания АСКОН. Комплекс КОМПАС-Автопроект ориентирован на использование в интегрированных системах автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий, как средство автоматизации ТПП.

КОМПАС-Автопроект начиная с версии 9.3 является сервером автоматизации, предоставляющим клиентским приложениям для использования свыше 300 различных методов и сервисных программ.

Внешние приложения, работающие с КОМПАС-Автопроект, могут:

Реагировать на события, происходящие на сервере: открытие и закрытие баз данных, смена подсистем, таблиц, изменение данных, завершение приложения и др.;

Получать данные о текущем состоянии системы: содержание активной таблицы, последний выполненный SQL-запрос, конфигурационные настройки, имя пользователя, его ранг и т.д.;

Управлять системой: загружать требуемые базы данных, авто­матически перемещаться по таблицам, копировать информацию из справочников, выделять блоки записей, производить их удале­ние или вставку и т. д.

Открытая архитектура системы позволяет предприятиям самостоятельно разрабатывать новые программные модули, встраивать их в программный комплекс. Использование возможностей серве­ра автоматизации КОМПАС-Автопроект облегчает разработку при­ложений, практически снимает ограничения по адаптации систе­мы под специальные требования заказчиков и обеспечивает реше­ние разнообразных задач ТПП, включая возможности интеграции с уже работающими на предприятии системами ERP/MRP/PLM.

Основным техническим средством рабочего места системы яв­ляется персональный компьютер стандартной конфигурации с операционной системой Windows.

Реализованные технологические модули обеспечивают:

Расчет норм расхода материала;

Расчет режимов резания;

Определение режимов сварки;

Нормирование затрат труда;

Оформление технологической документации на разработан­ный ТП;

Поиск ТП в архиве.

При автоматизированном расчете норм расхода материала учи­тывают нормативы технологических потерь, отходы вследствие некратности размеров исходного материала и т. д. В зависимости от вида и профиля заготовки предусмотрены различные методы рас­чета, например, расчет норм расхода листового материала при индивидуальном раскрое и т.д. Возможна настройка системы на алгоритмы нормирования материала, действующие на предприя­тии. Для оптимального раскроя листового материала предусмотре­на входящая в состав программного комплекса САПР Интех-Рас­крой W/L.

Подсистема расчета режимов резания для методов механичес­кой обработки позволяет определять основное и вспомогательное время соответствующего технологического перехода. Учитывают тип и геометрию обрабатываемого конструктивного элемента, физи­ко-механические свойства материала и состояние поверхностного слоя заготовки, жесткость технологической системы, паспортные данные станка, параметры режущего инструмента и т.д. Вспомога­тельное время на основной переход определяют по общемашино­строительным нормативам. Возможна настройка на различные ал­горитмы расчета, в том числе с использованием методик, приня­тых на предприятии.

При определении режимов для различных способов сварки выполняют выбор необходимых сварочных материалов (электро­дов, сварочной проволоки, защитных газов) и норм их расхода. Учитывают конструктивные элементы сварных швов по действую­щим стандартам, положение шва в пространстве и используемое оборудование.

Предусмотрено нормирование операций по укрупненным ти­повым нормам, а также нормирование отдельных технологических переходов. Нормирование по укрупненным типовым нормам при­меняют в единичном и мелкосерийном производствах. Подробное нормирование по каждому переходу - в крупносерийном и мас­совом. При нормировании учитывают время на установку заготов­ки, на контрольные измерения, а также необходимое подготови­тельно-заключительное время. При определении штучно-кальку­ляционного времени учитывают тип производства, а также все основные составляющие штучного времени.

Возможно оформление различных технологических документов:

Ведомостей для своевременного обеспечения производства ма­териалами, оснасткой или расчета себестоимости изготовления заказа;

Карт (например, операционных).

Программа оформления технологических документов использует специальную пошаговую среду набора и настройки их параметров. Возможно формирование документов в среде MS Ехсе1, их вставка в карты эскизов из CAD-систем, добавление в карты любых текстовых документов, в том числе и подготовленных в редакторе Microsoft Word.

Поиск ТП в архиве выполняют по содержанию технологических операций и переходов. Пользователь может вести поиск ТП по используемому оборудованию, режущему инструменту, средствам измерения и т.д. Технологические решения, реализованные в найденном ТП, можно использовать в дальнейшем, как решения-аналоги.

КОМПАС-Автопроект комплектуется по модульному принципу. Это позволяет организовать рабочие места технологов для различных видов производства, а также рабочие места специалистов по расцеховке, материальному и трудовому нормированию. При создании на предприятии единого комплекса автоматизации конструкторско-технологической подготовки хранение информации, созданной в КОМПАС-Автопроект, выполняет система управления ЖЦИ ЛОЦМАН: PLM (или другая PDM/PLM система).

КОМПАС-Автопроект может взаимодействовать с системой трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D, выполняющей функцию САПР К, к тому же дополняемой системой прочностного анализа. Последнюю используют для обоснованного выбора материала детали из встроенного справочника, содержащего информацию более чем о 500 металлических и таком же числе неметаллических материалов.

Комплекс КОМПАС-Автопроект 9.4 клиент-серверная версия состоит из двух подсистем КОМПАС-Автопроект-Технология и КОМПАС-Автопроект-Спецификации.

Подсистема КОМПАС-Автопроект-Технология обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП основных видов производств;

Автоматическое формирование стандартного комплекса технологической документации и документов произвольной формы формате MS Excel;

Оперативный просмотр графики: чертежей деталей, инструмен­тов, операционных эскизов, карт наладок и т.д.;

Интеграцию с системами ЛОЦМАН: PLM, PartY Plus, Team-Center, Baan;

Расчет режимов резания;

Трудовое нормирование технологических операций;

Возможность настройки образцов технологических документов;

Перевод технологий на иностранные языки;

Возможность разработки пользователем подсистем проектирования технологий для различных видов производств;

Автоматизированное формирование кода детали в соответствии
с ЕСКД и ТКД;

Выполнение расчетных процедур.

Автоматизированное проектирование ТП выполняют в следую­щих режимах:

На основе ТП-аналога с автоматическим выбором соответ­ствующей технологии из архива по различным критериям, в том числе и по конструкторско-технологическому коду детали;

С использованием типового ТП;

С использованием библиотеки типовых технологических операций и переходов;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризованного чертежа или эскиза КОМПАС;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе расчет­ных данных или таблицы типоразмеров изготавливаемых деталей.

Продукты КОМПАС успешно интегрируются с зарубежными САПР. При автоматизации проектирования изделий и их элементов на некоторых предприятиях используют «связку» Unigraphics-KOM-ПАС 3D. При автоматизации ТПП применяют «связку» КОМПАС-Автопроект-Cimatron (подготовка управляющих программ для обо­рудования с ЧПУ).

T-FLEX (интегрированный комплекс программ). Разработчик - компания «Топ Системы» включает:

САПР К (CAD-систему) T-FLEX CAD;

САП (САМ-систему) T-FLEX ЧПУ;

систему автоматизации инженерных расчетов (САЕ-систему) T-FLEX/Euler;

САПР ТП (САРР-систему) T-FLEX/ТехноПро;

PDM-систему T-FLEX DOCs.

Комплекс ориентирован на использование в качестве основы (ядра) интегрированной системы автоматизированной поддержки и управления ЖЦИ и реализуется на персональных компьютерах стандартных конфигураций с операционной системой Windows.

Каждый компонент комплекса может использоваться автоном­но, иметь современный интерфейс. В набор выполняемых функций входят все стандартные операции, производимые системами сред­него уровня.

Одной из основных идей, заложенных в программные продук­ты T-Flex, является идея параметризации - стремление получить конкретный объект проектирования, например, модель конкрет­ной детали, путем соответствующего изменения (или задания) необходимых значений параметров имеющейся параметризован­ной модели объекта.

Компонент САПР К представлен системой плоского (T-FLEX CAD 2D) и трехмерного (T-FLEX CAD 3D) моделирования среднего уровня. Система плоского моделирования позволяет создавать параметрические модели деталей неограниченной сложности. Tpeхмерное твердотельное моделирование базируется на использовании ядра Parasolid фирмы EDS.

После создании чертежа или трехмерной модели в T-FLEX САЕ данные о ее геометрии, размерах и технических условиях мог быть переданы в полуавтоматическом или автоматическом режиме в систему T-FLEX/ТехноПро, где будет получен комплект документов в соответствии с ЕСТД.

Разработчики комплекса считают, что параметрические изменения исходных конструкторских моделей деталей приведут к необходимым автоматическим изменениям в технологической доку­ментации. Аналогичная ситуация прослеживается и на примере связки T-FLEX CAD-T-FLEX ЧПУ: благодаря полной интеграции этих систем технологу становятся доступны все параметрические инструменты конструктора. При изменении чертежа или трехмерной модели изменяется управляющая программа, которая по отдельной команде может быть сохранена в PDM-системе.

В САПР ТП T-FLEX/ТехноПро используют параметрическое технологическое проектирование. В базе данных системы хранят параметрические ТП, соответствующие параметрическим моделям изделий в интегрированной с ней САПР К. Процесс проектирования сводят к адаптации параметрической модели ТП, играющей роль ТП-аналога, к конструктивно-технологическим характеристикам конкретной детали, корректировке полученного единичного ТП и его редактированию. Последние действия обязательны, так как количественные изменения параметров модели детали могут привести к качественным изменениям технологических решений. Для спроектированного процесса формируют новый комплект технологических документов, который в виде объектов T-FLEX DOCs сохраняют в базе PDM-системы.

Входящие в комплекс T-FLEX системы подготовки программ для станков с ЧПУ - системы T-FLEX ЧПУ 20 и T-FLEX ЧПУ 30 - позволяют создавать управляющие программы практически для всех существующих сегодня видов обработки: электроэрозионной, лазерной, токарной, сверлильной, фрезерной (2 - 5-координатной) и гравировки. Архитектурно эти системы встроены в конструкторскую систему T-FLEX CAD, т.е. имеют общий интерфейс моделирования и общее параметрическое ядро. Это позволяет создавать программы ЧПУ, ассоциативно связанные с конструкторской геометрией 2D- и ЗD-моделей. При изменении геометрии деталей по определенным параметрам происходит автоматизированное изме­нение управляющих программ для их обработки.

Используя ассоциативно связанные модели деталей и программ ЧПУ, специалисты могут применять на предприятиях типовые решения путем заимствования проектов в базе знаний T-FLEX DOCs с последующим изменением параметров в T-FLEX CAD и с получением управляющих программ в T-FLEX ЧПУ.

Созданные управляющие программы сохраняют в T-FLEX DOCs, где для их просмотра (имитации обработки с учетом съема материала) может использоваться ряд модулей, входящих в блок САМ-систем комплекса T-FLEX-T-FLEX NC Tracer. Имитация осуществляется для фрезерной (2 -5-координатной), токарной и сверлильной обработок.

Цикл подготовки и отработки управляющей программы вклю­чает в себя:

Моделирование изготавливаемой детали - CAD/CAM-система, построение траектории с использованием линейной аппрокси­мации;

Трансформация - пересчет координат траектории с учетом вылета инструмента, габаритов оснастки;

Постпроцессор - пересчет координат траектории с учетом кинематики станка;

Стойка ЧПУ - интерполяция координат в управляющей про­грамме.

Применение единого математического обеспечения для ТПП и управления станками с ЧПУ позволяет минимизировать погреш­ности математических преобразований, накапливающиеся в уп­равляющей программе. Библиотека постпроцессоров ориентиро­вана на широкий спектр систем ЧПУ, применяющихся в промыш­ленности.

Система T-FLEX /Технология, по замыслу разработчиков, по­зволяет осуществить параллельную работу конструкторских и тех­нологических подразделений предприятия. Конструктор создает чертежи изделия в T-FLEX CAD, затем эти чертежи поступают к технологу, который связывает параметры конструкции с исход­ными данными для формирования технологических операций, вносит недостающую технологическую информацию (сведения об элементах конструкции). Таким образом, исходные данные систе­ма считывает с конструкторского чертежа и далее использует для расчета параметров ТП изготовления изделия. Любые изменения размеров, допусков, шероховатостей или других обозначений на чертеже приведут к перерасчету параметров переходов. Совмест­ное использование данных систем также позволяет избежать двой­ного ввода информации и избежать ошибок, связанных с «челове­ческим фактором».

Разработаны локальная и коллективная (работающая в среде T-FLEX DOCs) версии системы, при этом использована мощная промышленная СУБД MS SQL Server.

Система создана как средство, не подменяющее технолога, но существенно ускоряющее и упрощающее проектирование техно­логии, расчет режимов обработки, норм и технологических размерных цепей, формирование текстов переходов, выбор необходимой технологической оснастки, формирование документации и операционных эскизов.

T-FLEX/Технология обеспечивает автоматизированную разработку маршрутной, маршрутно-операционной и операционной технологий, включая следующие операции: заготовительные, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарные, сборки и др. Диалоговый режим обеспечивает формирование ТП путем выбора необходимых операций, переходов и оснасткой из справочников системы, причем создаваемые таким образом ТПмогут служить основой для их использования в дальнейшем в качестве ТП-аналогов. Используя диалоговые средства системы, можно добавлять или изменять операции, переходы, их последовательность и технологическое оснащение в них.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В ней содержатся данные о наименова­ниях операций, оборудовании, приспособлениях, вспомогательных материалах, режущих, измерительных и вспомогательных инструментах, заготовках, комплектующих для сборочных ТП и др. К каждому типу технологического оснащения в информационной базе можно добавлять параметры, признаки классификации и иллюстрации. Ускоренный подбор оснащения позволяет управлять каждым последующим этапом подбора в зависимости от выбора на предыдущем этапе.

Средства проектирования дополнены базами данных, содержа­щими расчеты режимов обработки, трудоемкости, межоперационных размеров и расхода материалов. Базы данных открыты для изменения и добавления методик, расчетных алгоритмов и табличных данных.

Technologi CS . Разработчик - компания Consistent Software. Комплекс, объединяющий программные продукты Mechani CS и Technologi CS, может рассматриваться как интегрированная САПР, формирующая единую систему технической подготовки производ­ства и общую базу конструкторско-технологической информации.

Система Mechani CS обеспечивает:

Формирование чертежей и спецификаций по ЕСКД, конструкторской информации в единой системе ТПП;

Автоматизацию нормоконтроля.
Система Technologi CS обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП;

Материальное и трудовое нормирование;

Выполнение автоматизированных расчетов на узел, изделие, производственную программу:

Определение потребности в материалах, стандартных изде­лиях, комплектующих, инструменте и т.д.;

Определение сводной трудоемкости;

Оценку загрузки оборудования;

Расчет длительности производственного цикла.

Каждая из систем может использоваться автономно и реализоваться на базе персональных компьютеров стандартной конфигу­рации в операционной системе Windows.

Система Technologi CS наряду с автоматизацией проектирова­ния ТП позволяет формировать необходимую информацию для планирования, диспетчеризации и управления производством.

Проектирование ТП в системе выполняют на основе процес­сов-аналогов. Разработчики системы при ее создании исходили из следующих основных принципов:

Технолог не должен многократно описывать ТП (т. е. единож­ды разработав типовой или групповой ТП, он должен использо­вать его при работе с единичным);

Документация (в том числе ведомости деталей, включающие перечень операций по типовому ТП и их индивидуальные особен­ности) должна формироваться автоматически;

Система должна хранить в единичном ТП связи операций, выполняемых по типовому (групповому ТП), с процессом-анало­гом, чтобы обеспечить в нем необходимые изменения;

Технолог, работая со сквозным единичным ТП, должен иметь информацию о том, какие операции этого ТП принадлежат различным типовым и групповым процессам.

Для разработки и хранения процессов-аналогов в системе пред­назначен отдельный справочник.

Процесс-аналог (например, типовой ТП), содержит исчерпы­вающий перечень технологических операций, характерных для всех деталей, изготавливаемых на его основе. Для каждой операции могут указываться оборудование, переходы, инструмент, вспомогатель­ные материалы и режимы, являющиеся общими для всей сово­купности деталей, изготавливаемых по данному ТП.

Перенос информации о типовом ТП при проектировании на его основе единичных ТП проводят, используя параметры двух типов:

Технологический передел (вид обработки);

Уникальный номер операции в типовом ТП.

Параметр «Технологический передел» - ссылочного типа: он ссылается на специально заведенный справочник переделов. Такой параметр должен иметь каждый элемент типового (группового) ТП, поскольку именно он служит тем самым признаком, который в единичных ТП отличает элементы типового ТП от остальных. Каждому технологическому переделу соответствует собственный вид комплекта документации.

Параметр «Уникальный номер операции в типовом ТП» необ­ходим для автоматического формирования перечня операций для деталей в ведомостях (используется для групповых ТП): он под­ключается только к операциям ТП.

Детали, обрабатываемые по типовому ТП, группируют в виде спецификации к соответствующему элементу номенклатуры (в данном случае - к элементу справочника ТП). Для создания спецификации технологу предоставляются средства поиска, группировки и сортировки деталей по различным признакам, например, по типу покрытия.

Структуру единичного ТП определяет технолог. Используя типовые ТП, он помещает в нужные (по его мнению) места фрагменты процесса-аналога или даже процесс целиком, например, процесс нанесения гальванического покрытия. Включение фрагментов типового ТП в единичный проводят методом копирования и вставки: Выделить все/ Копировать/ Вставить. После завершения проектирования единичного ТП необходимая технологическая документация формируется автоматически.

Информация о единичных ТП хранится в соответствующей базе данных и может быть использована для формирования производственных планов и пооперационного учета их выполнения.

ТехноПро (комплекс технологического проектирования и подго­товки производства). Разработчик - корпорация «Вектор-Альянс».

Комплекс ориентирован на использование в качестве техноло­гического ядра системы автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий.

Предусмотрена поставка комплекса в трех версиях:

ТехноПро Базовая - базовая версия для работы на локальных рабочих местах или в сетях для нескольких пользователей;

ТехноПро Стандартная - клиент-серверная стандартная версия для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой;

ТехноПро Основная - клиент-серверная версия с максимальными возможностями, содержит уникальные средства автомати­ческого проектирования и создана для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой.

Здесь под SQL-базой понимают базу данных с промышленной СУБД MS SQL Server для хранения больших объемов информации.

Являясь минимальным компонентом комплекса, система Тех­ноПро Базовая содержит все средства, необходимые для проекти­рования ТП.

ТехноПро Базовая обеспечивает поддержку проектирования операционной технологии, включая заготовительные операции, операции механической и термической обработки, нанесения по­крытий, слесарные операции, операции технического контроля, сборки, штамповки, сварки и др. Система формирует операцион­ные, маршрутно-операционные и маршрутные технологические карты, ведомости оснастки, карты контроля, материалов и ком­плектующих, титульные листы и прочие технологические доку­менты.

Пользователь сам определяет структуру единичного маршрут­ного ТП, применяя диалоговое редактирование или ТП-аналог. Широко использована конструкторско-технологическая парамет­ризация. Параметрические ТП, названные разработчиками комп­лекса общими технологическими процессами (ОТП), содержат описание технологии изготовления групп, деталей без указания конкретных размеров или исполнений.

При использовании на предприятии типовых или групповых ТП ТехноПро Базовая обеспечивает возможность их параметриза­ции. Такие параметрические ТП могут автоматически пересчитываться, причем информацию для пересчета (описание конструк­ции) можно получить из конструкторских САПР или вести вруч­ную с чертежа, выполненного на бумаге.

Информационное обеспечение комплекса ТехноПро включает пять взаимосвязанных баз данных: изделий и спецификаций, кон­кретных (единичных) ТП (КТП), ОТП, информационной базы (ИБ), базы условий и расчетов (БУР).

Общие технологические процессы используют для параметри­ческого проектирования, как исходный ТП-аналог, единичных, типовых и групповых ТП. В случае проектирования групповых ТП достаточно ввести в систему список деталей, для которых будет формироваться ТП, и варианты размеров или других параметров из таблицы группового чертежа.

В сформированном ТП и в операционных картах система Тех­ноПро автоматически создает таблицы с указанием перечня дета­лей и соответствующих значений технологических (выполняемых) и чертежных значений размеров или иных параметров обрабатыва­емых элементов. Групповые ТП могут быть спроектированы в сис­теме ТехноПро для любых видов производства: литья, штамповки, механообработки, гальванопокрытия, окраски, термообработки и др. После формирования ТП пользователь просматривает и ре­дактирует его в диалоговом режиме.

Интеграция ТехноПро с САПР К создает основу для одновремен­ного (параллельного) выполнения конструкторского и технологи­ческого проектирования. Комплекс обладает интерфейсами с систе­мами T-FLEX CAD, SolidWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics и др.

Для использования комплекса в интегрированных системах ав­томатизированной поддержки ЖЦИ предусмотрены разные вари­анты его взаимодействия с системами PDM и ERP. При формиро­вании такой системы для расширения возможностей PDM или ERP в части управления технологическими данными разработаны подсистемы:

ТехноПро/Производство - сбор любых сводных данных по спроектированным ТП и формирование документов в MS Excel;

ТехноПро/Симас - формирование материальных специфи­каций для расчета потребностей в заготовках и комплектующих;

ТехноПро/Материалы - справочник (база данных) по материалам, сортаментам и комплектующим;

ТехноПро/Планирование - планирование работ и ресурсов.

Интерфейс ТехноКад реализует считывание данных для технологического проектирования с электронных моделей и чертежей, выполненных в CAD/САМ -системах: SoildWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics, Solid Edge, CATIA, Inventor, AutoCAD, T-FLEX CAD; и др.

Интерфейс ТехноКом осуществляет обмен и синхронизацию данных. Этот интерфейс настраивается «под ключ», с учетом конфигурации систем PDM и ERP на конкретном предприятии. Такой подход позволяет организовать комплексы, включающие ТехноПро и следующие системы:

PDM - SmarTeam, Windchill, Teamcenter, Party PLUS, PDM Step Suite, T-FLEX Docs;

ERP - Baan, SyteLine, OneWorld, Sap R/3, Scala, Mfg/Pro, Axapta, Navision, Галактика, Омега, Бэст-Про, 1С;

Другие системы, в том числе разработанные силами предприятий заказчика.

ADEM (интегрированная CAPP/CAD/CAM система). Россий­ский разработчик - компания Omega ADEM Technologies Ltd.

Интегрированная система ADEM, вышедшая на отечественный и зарубежный рынки в середине 90-х гг. XX в., появилась в результате научных исследований, проведенных совместно специалиста­ми России, Израиля и Германии. Задача этих исследований состояла в определении параметров программного комплекса для автоматизации основного объема проектно-конструкторско-технологических работ для предприятий машиностроительного профиля.

Комплекс ADEM состоит из нескольких модулей:

ADEM САРР - система проектирования ТП, которая позволяет с различной степенью автоматизации разрабатывать единичные, групповые и типовые ТП по многим направлениям (механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.);

ADEM CAD - инструмент конструктора, который объединя­ет известные методы геометрического 2D и 3D (твердотельного и поверхностного) моделирования;

ADEM САМ - подготовка управляющих программ для стан­ков с ЧПУ;

ADEM Vault - электронный архив технических документов позволяющий объединить в одном информационном пространств работу конструкторов, технологов и других участников конструкторско-технологической подготовки производства;

ADEM TDM - инструментальная среда, предназначенная для разработки пользовательских приложений.

В системе ADEM САРР сделана попытка повышения эффек­тивности технологического проектирования за счет:

Дружественного пользовательского интерфейса (представле­ние ТП в виде дерева, контекстно-зависимое меню и др.);

Интеграции с другими модулями системы;

Использования эффективных методов и способов модификации структуры и состава ТП;

Возможности сохранения частей ТП (операций, переходов и пр.) с целью дальнейшего их использования;

Возможности использования общей для предприятия норма­тивно-справочной информации, актуальной в любой момент проектирования.

Входную информацию о детали, для которой проектируют ТП (обозначение, наименование, сведения о материале и др.) или импортируют из CAD-системы, либо вручную вводят с клавиату­ры. Предусмотрен выбор информации из справочников базы дан­ных системы.

Последовательность операций (маршрутный ТП) определяет пользователь-технолог. Наименования операций и оборудование выбирают из соответствующих справочников. С каждой операцией может быть связан операционный эскиз или карта наладки. Чер­теж или эскиз может быть подготовлен как в системе ADEM, так и импортирован из других систем. Для этого ADEM содержит ряд встроенных конверторов (DXF/DWG, SAT, IGES, STEP и др.). Предусмотрена возможность проектирования ТП на основе типо­вых ТП-аналогов, путем модификации структуры и параметров последних их редактированием.

Переходы, образующие операции, условно разбиты на три груп­пы: установочные, основные и технического контроля. Основные переходы соответствуют конкретной выбранной операции. При формировании текста перехода технолог может использовать чер­теж (скалывание размеров и другой различной текстовой инфор­мации). На основе заданных или определенных по нормативам ре­жимов резания система рассчитывает основное время на переход.

При выборе технологической оснастки используют базы дан­ных приспособлений, вспомогательного, режущего, слесарного, мерительного (универсального и специального) инструмента.

Вся введенная и полученная в процессе проектирования ТП информация помещается в макеты технологических документов. Макеты создают в модуле ADEM CAD, поэтому для их создания и просмотра дополнительное программное обеспечение не требует­ся. С системой ADEM стандартно поставляется набор макетов для формирования полного комплекта документации технологическо­го назначения в соответствии с ЕСТД.

Модуль ADEM CAM обеспечивает подготовку управляющих программ для токарных, фрезерных (с управлением по 2,5 - 5 координатам, в том числе и высокоскоростных), электроэрозион­ных (с управлением по 2-4 координатам) и других станков с широким спектром систем управления.

TECHCARD (комплекс средств автоматизации ТПП). Разработчик - НПП «ИНТЕРМЕХ» (Республика Беларусь). Являясь сис­темным центром компании Autodesk, НПП «ИНТЕРМЕХ» постав­ляет отечественным предприятиям, кроме указанного комплекса, широкий спектр программных продуктов, в частности:

SEARCH - система ведения архива технической документа­ции предприятий и управления данными об изделиях;

CADMECH - многофункциональное приложение для систем трехмерного моделирования;

ROTATION - система проектирования деталей типа тел вращения;

LCAD - программный комплекс автоматизации разработки
технологического планирования производственных цехов и участков.

В состав комплекса TECHCARD для организации рабочего ме­ста технолога входят:

САПР ТП изготовления деталей для различных видов произ­водств (механообработка, термообработка, сварка, сборка, гальваника, окраска и т.д.);

САПР машиностроительных чертежей для построения и оформ­ления операционных эскизов или любых графических изображе­ний, вводимых в технологический документ, работающая в среде AutoCAD;

Система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации;

База данных технологического назначения, включающая в себя нормативы времени на основные и вспомогательные работы; иллюстрированный классификатор оборудования с указанием его характеристик и размещения по цехам и участкам; иллюстриро­ванный классификатор средств технологического оснащения с ука­занием их характеристик; данные об основных, вспомогательных материалах, видах заготовок и их применяемости; классификатор технологических операций и типовых переходов; справочные дан­ные для определения параметров операционной технологии; биб­лиотеки типовых ТП; рекомендуемые режимы резания.

Проектирование ТП выполняют в диалоговом режиме по ТП-аналогу или с использованием базы данных. Возможна организа­ция параллельного проектирования сквозного ТП несколькими исполнителями по различным видам производства. Подбор оснаст­ки, оборудования, материалов и исполнителей проводят в автома­тизированном режиме по алгоритмам, настраиваемым пользова­телем. Возможна разработка типовых и групповых ТП.

Комплекс позволяет работать на отдельных специализирован­ных АРМ (расцеховщика для создания и редактирования расцеховочных маршрутов; специалистов материального и трудового нор­мирования; конструктора оснастки; переводчика технологических документов на иностранные языки).

Технологическая документация формируется в полном соответ­ствии с действующими стандартами. Возможно создание любых новых форм документов и ведение архива технологической доку­ментации посредством взаимосвязи с системой SEARCH.

Комплекс интегрируется с любой системой управления и пла­нирования, используемой или выбранной на предприятии. Он ори­ентирован на использование в технологических подразделениях, как крупных предприятий, так и небольших производственных орга­низаций, применяющих АРМ технологов на базе персональных компьютеров и локальных сетей. Работает под управлением про­мышленных СУБД Oracle/Interbase/MS SQL.

Усложнение конструкций деталей, необходимость использова­ния в процессах формообразования управления по нескольким координатам, резкое усложнение траекторий формообразования, реализующихся на оборудовании с ЧПУ, требуют постоянного совершенствования систем автоматизированной подготовки управ­ляющих программ (САП). На рис. 7.1 показана схема современной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием средств автоматизации. В той или иной форме данная схема реализуется при применении практически всех САП. Рассмотрим примеры некоторых систем, использующихся в совре­менном отечественном машиностроении.

EdgeCAM. Разработчик - ЗАО «Русская Промышленная компания». Предназначена для автоматизации подготовки управляющих программ токарных, фрезерных, электроэрозионных и других станков с ЧПУ. Реализуется на АРМ технолога-программиста поддержкой 3D моделей деталей.

3D модель детали разрабатывает конструктор, используя программы AutoCAD, CADMECH, Inventor. По окончании разработ­ки конструкторская документация и модель детали поступают архив Search, находящийся на общем сервере организации. При поступлении задания на изготовление данной детали технолог-программист, используя конструкторскую документацию и 3D модель детали, разрабатывает операционную технологию и соответствующую управляющую программу в системе EdgeCAM.

По окончании работы управляющая программа по локальной сети копируется на сервер управления программ. При поступлении заготовки оператор станков с ЧПУ вызывает программу с сер­вера и после ее проверки и наладки станка приступает к обработке заготовки.

ГеММа-ЗБ (система геометрического моделирования и программирования для станков с ЧПУ). Разработчик - НТЦ ГеММа.

Обеспечивает подготовку управляющих программ для токар­ных, фрезерных (2-, 3-координатная обработка), электроэрозион­ных (2-, 4-координатная обработка), гравировальных станков с ЧПУ, а также оборудования лазерной плазменной резки и листо-пробивной обработки. Система реализует функции обработки по­верхностей по различным стратегиям, что важно для изготовле­ния деталей по моделям, импортированным из других систем. Воз­можна перманентная коррекция подачи при отработке сложных траекторий с целью оптимизации условий резания и обеспечения высокого качества обработки.

FeMMa-3D работает в едином технологическом комплексе с системой КОМПАС 3D. Модель будущего изделия строится в КОМПАС 3D, а затем передается в систему FeMMa-3D, где созда­ется программа для станков с ЧПУ на изготовление данной мо­дели.

Интерфейс с другими системами реализован через распространенный стандартный формат IGES, который имеется практиче­ски во всех российских и зарубежных CAD-системах. Этот формат позволяет передать любую геометрию, построенную в конструк­торской системе. Модель, переданная в систему FeMMa-3D, без всяких доработок может служить основой для построения управ­ляющих программ для станка с ЧПУ.

Компьютер с системой ГеММа может подключаться непосредст­венно к устройству ЧПУ. Система имеет собственный язык макро­программирования GML (Gemma Macro Language), предназначен­ный для создания макропроцедур (макросов). С помощью макросов по желанию пользователей могут быть описаны необходимые им процедуры, не вписывающиеся в рамки уже действующей систе­мы, например, циклы движения инструментов, не предусмотрен­ные базовой конфигурацией системы.

Анализ состояния отечественных средств автоматизированной поддержки ЖЦИ машиностроения показывает, что отечественный рынок динамично развивается. Расширяется номенклатура средств автоматизации, постоянно растет их качество, расширяются их функции. Пользователями автоматизированных систем представ­ляется все больше возможностей.

Разработка средств автоматизации носит все более комплекс­ный характер. Все большее число разработчиков создает и выстав­ляет на рынок интегрированные системы CAD/CAM/CAPP, CAD/ CAM/CAPP/PDM и др. Проблема системной интеграции, созда­ние единого информационного пространства поддержки ЖЦИ или даже управления им является одной из актуальных проблем разви­тия современных средств автоматизации. С разрешением этой про­блемы связано одно из важнейших направлений совершенствова­ния автоматизированных систем.

Совершенствование систем происходит неравномерно. Наи­больших успехов добились разработчики САПР К и САП (CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем). На базе мощных ядер геометрического моделирования созданы весьма совершенные системы 2D-, 3D-моделирования (поверхностного и твердотельного). Проблему ав­томатизации подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ следует считать в принципе решенной. Современные САП по­зволяют разрабатывать управляющие программы для 2 - 5-ко-ординатной обработки с визуализацией траектории относитель­ного движения инструмента и автоматизированным контролем про­граммы.

Вместе с тем уровень CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем отече­ственной разработки пока уступает лучшим зарубежным аналогам. На отечественном рынке программных средств автоматизации за­рубежные системы данных классов, несмотря на их относительно высокую стоимость, пока успешно конкурируют с отечественны­ми. Некоторые отечественные системы используют базовое про­граммное обеспечение от зарубежных разработчиков, например, ядра геометрического моделирования. Все это указывает на необ­ходимость проведения постоянной работы по совершенствованию и повышению уровня рассматриваемых систем.

Значительно большее число нерешенных проблем связано с автоматизацией проектирования ТП. Практически все отечественные САПР ТП (САРР-системы) не позволяют на сегодняшний день полноценно автоматизировать разработку маршрутного ТП изготовления детали, не говоря уже о сборке. В современных САШ ТП используют в основном проектирование маршрутных ТП на основе аналогов (типовых, групповых ТП, параметризованных моделей ТП, «общих» ТП для группы деталей). Применяют различ­ные методические подходы: уровневое представление ТП, представ­ление ТП в виде «деревьев» и т.д. Роль технолога-проектировщика остается решающей, так как он формирует маршрутный ТП, осно­вываясь на собственных знаниях, опыте, интуиции, предпочтет (зачастую ошибочных). Проектное решение является субъективным.

Между тем ТП - это, в первую очередь, маршрутный ТП и сопровождающая его дополнительная информация о месте его ре­ализации, используемом оборудовании, ожидаемых трудозатратах. Разработанный ТП является носителем информации, используемой в дальнейшем различными подразделениями предприятия для управления текущим производством, анализа и прогнозирования нового.

По-настоящему творческим является именно формирование маршрутного ТП и определение средств технологического оснащения. Все остальное - производное от этого процесса. Однако именно на этом, важнейшем этапе проектирования существую­щие САПР ТП практически не оказывают технологу необходимой интеллектуальной поддержки. Все последующие этапы проектиро­вания менее сложны, но связаны со значительным объемом ру­тинной работы - оформлением технологической документации, составлением различных ведомостей и спецификаций. Эти функции в современных САПР ТП успешно автоматизируют.

Можно утверждать, что подавляющее большинство существующих САПР ТП (как отечественной, так и зарубежной разработ­ки) являются системами автоматизации уровня технологической; операции. Эти системы позволяют поднять производительность труда технолога за счет автоматизации рутинной работы, связанной с процессом проектирования, упорядочения взаимосвязей проекти­ровщиков в процессе работы, предоставления широкого спектра удобных сервисных функций ведения автоматизированных архи­вов и т.д. Указанные факторы способствуют повышению качества труда технологов, так как упорядочивают их работу и позволяют сосредотачивать больше внимания на принятии эффективных тех­нологических решений.

Однако основной резерв повышения качества проектных тех­нологических решений - формирование их высокоэффективных структур, в настоящее время является неиспользованным при созда­нии САПР ТП.

Сходство и неоригинальность используемых при разработке систем научно-методических подходов делает некоторые САПР ТП, похожими и малоразличимыми по возможностям, что существен­но снижает их конкурентоспособность.

Уровень автоматизации ряда областей технологического проек­тирования, например, разработки ТП сборки с выбором необхо­димых методов обеспечения ее качества, остается крайне низким. Некоторые системы, претендующие на автоматизацию проекти­рования процессов сборки, на самом деле предлагают пользовате­лю лишь не совсем удобные текстовые редакторы с не слишком полно разработанными макетами текстов отдельных переходов и операций. Собственно проектирование ТП выполняет человек при минимальной информационно-интеллектуальной поддержке системы.

Причинами подобного состояния автоматизации технологиче­ского проектирования являются сложность поставленных проблем автоматизации; неформализуемый на сегодняшнем уровне разви­тия методологии автоматизированного проектирования характер задач; отсутствие эффективных научно-методических подходов к их решению, а иногда и неосведомленность разработчиков о нали­чии таких подходов; необходимость значительных затрат на реше­ние поставленных проблем и т.д.

Объективный ход развития техники, технологии и средств ав­томатизации делает решение поставленных проблем автоматиза­ции проектирования исключительно актуальным, что и определя­ет основные направления совершенствования САПР ТП.