Построение реляционных баз данных. Таблицы

История

Идея родилась в оборонном секторе США и была названа CALS-стратегия Министерства обороны (МО) США. В 1984 г. МО США осознало, что компьютерная технология, поддерживающая распределенные данные и обмен информацией, является важной стратегией и для промышленности. Она должна помочь осуществлять все более сложные государственные закупки и позволит оснастить армию более надежными вооружением. МО рассчитывает так же снизить время на разработку сложных вооружений и ограничить стоимость поддержки изделия в эксплуатации, которая может длиться 30-40 и более лет. При этом затраты на эксплуатацию могут намного превосходить затраты на закупку изделия. Формально программа CALS в США началась в 1988 г. Она предполагает, что обмен технической информацией между государственными службами, поставщиками и субподрядчиками будет осуществляться электронным способом на всем протяжении жизненного цикла изделий.

Базовые принципы

CALS-идеологию составляет набор принципов, основанный на достижениях ИТ:

- представление, обработка, обмен и управление данными в электронном виде;

- многократное использование данных с минимальными изменениями и затратами;

- оптимизация и унификация способов представления, обработки и передачи данных об изделии, процессах, среде;

- интеграция и оптимизация информационного взаимодействия всех участников жизненного цикла изделия.

Электронное описание изделия (ЭОИ) — ключевое звено CALS, база данных об изделии. В отличие от разрозненного представления данных об изделии в конструкторских, технологических АСУ, ERP, MRP и других системах, решающих частные задачи основной деятельности предприятий, ЭОИ объединяет и систематизирует эти данные. На основе ЭОИ создаются различные частные производные (конструкторско-технологическая спецификация, эксплуатационная документация и т.д.). ЭОИ описывает не только изделие, но и сопряженную с ним среду — инструменты, приспособления, оснастку, технологическое оборудование, системы обеспечения эксплуатации изделия и т.д.

Базовыми принципами CALS являются:

- безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи;

- анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;

- параллельный инжиниринг;

- системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия - интегрированная логистическая поддержка.

ТерминБизнес-процесс – это совокупность взаимосвязанных мероприятий или задач, направленных на создание определенного продукта или услуги для потребителей. Для наглядности бизнес-процессы визуализируют при помощи блок-схемы бизнес-процессов.

ТерминИнжиниринг – сфера деятельности по проработке вопросов создания объектов промышленности, инфраструктуры и др., прежде всего в форме предоставления на коммерческой основе различных инженерно-консультационных услуг.

ТерминРеинжиниринг бизнес-процессов (англ. Business process reengineering) – фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов для достижения максимального эффекта производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельности, оформленное соответствующими организационно-распорядительными и нормативными документами. Реинжиниринг использует специфические средства представления и обработки проблемной информации, понятные как менеджерам, так и разработчикам информационных систем. Смысл реинжиниринга бизнес-процессов в двух его основных этапах

- определение оптимального (идеального) вида бизнес-процесса (в первую очередь основного);

- определение наилучшего (по средствам, времени, ресурсам и т.п.) способа перевода существующего бизнес-процесса в оптимальный.

Базовые технологиис точки зрения конечных пользователей:

- управление проектами (Project Management);

- управление данными об изделии (Product Data Management);

- управление конфигурацией изделия (Configuration Management);

- управление интегрированной информационной средой (Information Management);

- управление качеством (Quality Management);

- управление потоками работ (Workflow Management);

- управление изменениями производственных и организационных структур (Change Management).

Решаемые задачи

CALS-система является центром, который дает возможность предприятию в полном объеме решить следующие задачи:

- создать систему управления для осуществления проектов;

- разработать комплекс решений указанных выше конфликтов;

- разобраться в собственном бизнесе и описать его в виде, доступном для автоматизированного управления и контроля над бизнесом;

- управлять бизнесом на основе его электронного описания в реальном времени;

- обеспечить автоматизированные управление и контроль над бизнес-процессами, финансовыми, материальными, информационными и прочими ресурсами и потоками;

- определять узкие места бизнес-технологий и решать задачи бизнес-реинжиниринга;

- создавать электронные описания изделий и управлять на их основе процессами жизненного цикла изделий;

- интегрировать компьютерные системы, информационные ресурсы и объекты через согласованные (в идеале - стандартные) протоколы, интерфейсы, модели и форматы данных;

- организовать единое терминологическое и понятийное пространство, обеспечивающее корректность использования информации как людьми, так и компьютерными системами;

- создать непрерывную систему обучения персонала, обеспечивающую, кроме его профессиональной готовности, устойчивость бизнес-процессов и информационной среды к кадровым изменениям, нерегламентированным решениям и действиям персонала.

Эффект от внедрения

На эффективность деятельности предприятий, применяющих СALS, непосредственно влияют следующие факторы:

- сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;

- сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок;

- сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;

- увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;

- сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий ("затрат на владение").

Наприме, количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США:

- прямое сокращение затрат на проектирование - от 10 до 30%;

- сокращение времени разработки изделий - от 40 до 60%;

- сокращение времени вывода новых изделий на рынок - от 25 до 75%;

- сокращение доли брака и объема конструктивных изменений - от 23 до 73%;

- сокращение затрат на подготовку технической документации - до 40%;

- сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации - до 30%.

Потери, связанные с несовершенством информационного взаимодействия с поставщиками, только в автомобильной промышленности США оцениваются в сумме порядка 1 млрд долл. в год. Затраты на разработку реактивного двигателя GE 90 для самолета "Боинг-777" составили 2 млрд долл., а разработка новой модели автомобиля компании Форд стоит от 3 до 6 млрд долл. Это означает, что экономия от снижения прямых затрат на проектирование только по этим двум объектам может составить от 500 млн до 2,2 млрд долл.

Отсюда следует, что внедрение CALS приводит к существенной экономии и получению дополнительной прибыли.

Из 500 крупнейших мировых компаний, входящих в перечень "Fortune 500", почти 100% используют такой важнейший компонент, как PDM-системы (Product Data Management - управление данными об изделии). Среди предприятий с годовым оборотом свыше 50 млн долл. такие системы используют более 80%.

Все участники проекта - потребители, заказчики, головные подрядчики и субподрядчики создают базы данных о промышленных изделиях, которые пополняют данными о конкретном изделии, пока не завершится его жизненный цикл (иногда он длится 30-40 лет).

Кто получает от этого выигрыш? Люди. Возросшие квалификация и культура команды позволяют получать выгоду и потребителю, и поставщику от использования общих знаний и опыта.

Производитель. Электронное распределение/обмен информацией дают существенный выигрыш во времени. Трехмерное компьютерное моделирование и Системы управления данными об изделиях предоставляют широкие возможности для улучшения проектирования и производства, снижения объема хранимых запасов полуфабрикатов.

Изменения конструкции легко проводятся в электронной форме. Поддержка изделий в эксплуатации становится дешевле и эффективнее.

Заказчик проекта испытывает больше доверия к тому, что происходит, поскольку непосредственно участвует в общей команде и получает информацию в режиме реального времени.

Потребитель и персонал поддержки не будут чувствовать себя отрезанными от того, что происходит у разработчика и изготовителя, поскольку получают доступ к любой информации, которая их интересует. Электронная обратная связь позволяет и разработчику лучше представлять проблемы эксплуатации и совершенствовать конструкцию.

Головные подрядчики управляют созданием изделия и взаимодействуют с подрядчиками/поставщиками в интерактивном режиме, используя распределенную информацию для формирования документов и конструирования. Расширенный объем данных создает условия для сокращения времени и стоимости.

Субподрядчики/поставщики являются составной частью общей команды, выполняющей проект, взаимодействуют через компьютерную сеть с головным подрядчиком в интерактивном режиме и имеют прямой доступ к системе управления данными об изделиях (PDM). Это расширяет их возможности и делает работу более продуктивной.

Жизненный цикл изделия

Жизненный цикл изделия (продукции) — это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. То есть включает период от возникновения потребности в создании продукции до её ликвидации вследствие исчерпания потребительских свойств.

В соответствии со стандартами ISO 9000:2000, Жизненный Цикл Изделия (ЖЦИ) охватывает все стадии жизни изделия - от изучения рынка перед проектированием до утилизации изделия после использования.

Этапы жизненного цикла

- Маркетинговые исследования

- Проектирование продукта

- Планирование и разработка процесса

- Закупка

- Производство

- Проверка

- Упаковка и хранение

- Продажа и распределение

- Монтаж и наладка

- Техническая поддержка и обслуживание

- Эксплуатация по назначению

- Послепродажная деятельность

- Утилизация и(или) переработка

PLM

Рис. 1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации.

САЕ - Computer Aided Engineering (автоматизированные расчеты и анализ);

CAD - Computer Aided Design (автоматизированное проектирование);

САМ - Computer Aided Manufacturing (автоматизированная технологическая подготовка производства);

• PDM - Product Data Management (управление проектными данными);

• ERP - Enterprise Resource Planning (планирование и управление предприятием);

• MRP-2 - Manufacturing (Material) Requirement Planning (планирование производства);

• MES - Manufacturing Execution System (производственная исполнительная система);

• SCM - Supply Chain Management (управление цепочками поставок);

• CRM - Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с заказчиками);

• SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерское управление производственными процессами);

• CNC - Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление);

• S&SM - Sales and Service Management (управление продажами и обслуживанием);

• СРС - Collaborative Product Commerce (совместный электронный бизнес).

• PLM - Product Lifecycle Management – организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации

А теперь чуть подробнее об этих модулях. CAD, CAM, CAE модули нам уже хорошо знакомы.

Инженерный документооборот (программы класса PDM) – решение позволяющее организовать на предприятии систему электронного документооборота, как офисных документов, так и специализированных инженерных данных (архив 3D моделей, CAD/CAE данными разработанными в системах Pro/ENGINEER, Autocad, MathCAD и прочее). Тем самым оно позволяет организовать параллельную и совместную работу, в том числе специфических подразделений, таких как проектно-конструкторское и прочие.

Внедрение автоматизированных систем поставок и обслуживания (как часть CRM) позволяет решать следующие задачи:

- логистического анализа изделия на стадии его проектирования с целью определения требований к готовности изделия и допустимых затрат и ресурсов, необходимых для поддержания изделия в нужном состоянии;

- создания баз данных для отслеживания перечисленных параметров в ходе жизненного цикла изделия;

- создания электронной технической документации, необходимой для процессов закупки, поставки, ввода в действие, эксплуатации, сервисного обслуживания и ремонта изделия;

- создания и ведения "электронных досье" на эксплуатируемые изделия с целью использования данных о ходе эксплуатации совместно с электронной эксплуатационной документацией для определения в каждый момент времени фактического объема работ по обслуживанию и потребности в материальных ресурсах (запасные части, материалы, оборудование);

- создания компьютерных систем информационной поддержки процессов поставки изделий и средств материально-технического обеспечения этих процессов;

- создания и применения компьютерных систем планирования потребностей в средствах материально-технического снабжения, формирования заявок и управления контрактами на поставку таких средств.

Инженерная и технологическая деятельность не заканчивается проектированием. Должна ещё быть система обратной связи и анализа ошибок, выявляемых во время эксплуатации, планирования производства запчастей.Система управления взаимоотношениями с клиентами(CRM, англ. Customer Relationship Management) – прикладное программное обеспечение, предназначенное для автоматизации стратегий взаимодействия с заказчиками (клиентами), в частности, для повышения уровня продаж, оптимизации маркетинга и улучшения обслуживания клиентов путём сохранения информации о клиентах и истории взаимоотношений с ними, установления и улучшения бизнес-процедур и последующего анализа результатов. CRM — модель взаимодействия, полагающая, что центром всей философии бизнеса является клиент, а основными направлениями деятельности являются меры по поддержке эффективного маркетинга, продаж и обслуживания клиентов. CRM должна быть системой не наказания, а поощрения.

Лекция 2
Базы данных – основа CALS-систем. Обработка информации в базах данных

База данных — организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Цельбазы данных — помочь людям и организациям вести учет определенных вещей.

Отличительные признаки БД:

- БД хранится и обрабатывается в вычислительной системе.

- Данные в БД логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.

- БД включает схему, или метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде.

Классификаций БД очень много. На нам нужно всего две:

Классификация по степени распределённости:

- Централизованная, или сосредоточенная: БД, полностью поддерживаемая на одном компьютере.

- Распределённая: БД, составные части которой размещаются в различных узлах компьютерной сети в соответствии с каким-либо критерием.

Классификация по модели данных(вообще их более 50 моделей) (показать пример на записи двух станков):

- Иерархическая - представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней. Полностью отображает структуру написания техпроцессов.

- Объектно-ориентированная - база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

- Сетевая - разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.

- Реляционная – в упрощённом варианте можно сказать что это модель связанных между собой таблиц. Реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления.

SQL-запросы

SQL (англ. Structured Query Language — «язык структурированных запросов») – универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных.

Поскольку к началу 1980-х годов существовало несколько вариантов СУБД от разных производителей, причём каждый из них обладал собственной реализацией языка запросов, было принято решение разработать стандарт языка, который будет гарантировать переносимость ПО с одной СУБД на другую (при условии, что они будут поддерживать этот стандарт).

Операторы SQL делятся на:

- операторы определения данных

-- CREATE создает объект БД (саму базу, таблицу, представление, пользователя и т. д.)

-- ALTER изменяет объект

-- DROP удаляет объект

- операторы манипуляции данными

-- SELECT считывает данные, удовлетворяющие заданным условиям

-- INSERT добавляет новые данные

-- UPDATE изменяет существующие данные

-- DELETE удаляет данные

- операторы определения доступа к данным

-- GRANT предоставляет пользователю (группе) разрешения на определенные операции с объектом

-- REVOKE отзывает ранее выданные разрешения

-- DENY задает запрет, имеющий приоритет над разрешением

- операторы управления транзакциями (Транза́кция (англ. transaction) — группа последовательных операций с базой данных, которая представляет собой логическую единицу работы с данными. Транзакция может быть выполнена либо целиком и успешно, соблюдая целостность данных и независимо от параллельно идущих других транзакций, либо не выполнена вообще и тогда она не должна произвести никакого эффекта.)

-- COMMIT применяет транзакцию.

-- ROLLBACK откатывает все изменения, сделанные в контексте текущей транзакции.

-- SAVEPOINT делит транзакцию на более мелкие участки.

Преимущества

- Независимость от конкретной СУБД

- Наличие стандартов

- Декларативность - с помощью SQL программист описывает только то, какие данные нужно извлечь или модифицировать. То, каким образом это сделать, решает СУБД непосредственно при обработке SQL-запроса.

Недостатки

- Несоответствие реляционной модели данных – язык допускает такие фаты, как повторяющиеся строки, неопределённые значения (nulls), колонки без имени и дублирующиеся имена колонок

- Сложность - хотя SQL и задумывался как средство работы конечного пользователя, в конце концов он стал настолько сложным, что превратился в инструмент программиста.

- Отступления от стандартов

- Сложность работы с иерархическими структурами - ранее диалекты SQL большинства СУБД не предлагали способа манипуляции древовидными структурами. Некоторые поставщики СУБД предлагали свои решения (например, Oracle использует выражение CONNECT BY).

Поскольку SQL не является привычным процедурным языком программирования (то есть не предоставляет средств для построения циклов, ветвлений и т. д.), вводимые разными производителями расширения касались в первую очередь процедурных расширений. Поэтому появились диалекты языка: InterBase, IBM DB2, MS SQL, MySQL, Oracle, PostgreSQL.

Запросы

Запросы. В базах данных начального уровня SQL-запросы недоступны пользователю. Вместо них применятся построители запросов и скриптов.

Бывают запросы

- на добавление,

- на удаление,

- на обновление,

- на создание таблицы (выборка).

Практически все запросы параметрические.То есть имеют Условие отбора запроса.

Перекрестные запросы — это запросы, в которых происходит статистическая обработка данных, результаты которой выводятся в виде таблицы, очень похожей на сводную таблицу Excel. Перекрестные запросы обладают следующими достоинствами:

- возможностью обработки значительного объема данных и вывода их в формате, который очень хорошо подходит для автоматического создания графиков и диаграмм;

- простотой и скоростью разработки сложных запросов с несколькими уровнями детализации.

В качестве примера сформируем два перекрестных запроса к базе данных "Инструмент режущий" для вывода ежемесячных потребностей в различных видах инструмента.

Интерфейс

Обычно не входит в саму систему управления базами данных. Он пишется отдельно под каждую конкретную задачу. Это можно сравнить, что на одной и той же системе управления сайтами, создаются различные сайты с различным дизайном.

Лекция 3
Программное обеспечение CALS-технологий. Принципы построения и работы программ управления жизненным циклом изделия

CALS-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей.

Типы клиентов PDM – толстый, тонкий (web), встраиваемый.

Система доступа основана на роли каждого работника: конструктор, технолог, нормировщик, работник архива и .т.п.

Они имеют определённые права доступа к объектам, документам и состояниям информации об изделии:

- просмотр структуры;

- чтение;

- изменение;

- запись;

- назначение прав.

Права на объект можно назначить группе, а можно отдельным пользователям.

Так же можно назначить шаблон прав на вновь создаваемые объекты. Например, назначить, что при создании новой технологии автоматически на неё накладываются права записи технологам и полные права создавшему технологу.

Можно назначить автоматическое изменение прав доступа по определённым событиям. Например, при переводе Техпроцесса в состояние «Согласован» автоматически давать ему права на чтение мастерам участка и рабочим.

Уровень доступа часто обозначается значками – индикаторами доступа.

Совместный доступ.Может быть реализован через:

- полную блокировку на просмотр;

- блокировка на запись;

- копирование на машину клиента и блокировку на запись на сервере;

- интерактивная блокировка части документа (обычно не может быть реализована только средствами PDM, а и средствами самих программ – например, совместная работа в Word).

Информация об объекте.Атрибуты – стандартные наборы свойств объекта. Часто заполняются автоматически из свойств самого файла.

Карточка объекта – набор свойства объекта,

Анализ влияния – отображения связей между объектами.

Схема документооборота предприятия.Основа системы WorkFlow. В схеме указаны маршруты пересылки технических и технологических документов при получении ими определённых статусов.

Актуальна на крупных предприятиях и в крупносерийном или массовом производстве. Уменьшает гибкость работы предприятия, но в тоже время полностью исключает ошибки в согласовании документов, что особенно важно для редко проводимых документов.

Интеграция в сторонние программы.PDM не может работать сама по себе. Она оперирует данными, полученными из других программ. Соответственно, требуется интеграция. Она может быть:

– полная – PDM программа загружается в виде OLE-объекта или плагина (надстройки) непосредственно в сторонней программе. Это повышает удобство работы, но создаёт трудности в программировании и качестве работы сторонних программ.

– частичная – PDM использует только отдельную библиотеку DLL или полный «просмотрщик» файлов для получения информации из файлов с инженерными данными (чертежей, технологий и т.п.) и/или контроля за открытием/закрытием инженерных программ.

– файловая – PDM управляет только файлами и их запуском.

Организация работы ЧПУ.

Архив.Система архивации документов с особым доступом. Обычно мало кто может сразу же получить доступ к документу архива. В системах есть даже специальная должность: работник архива.

Цифровая подпись.

Лекция 5
Технический реинженеринг

Технический реинжиниринг это работа фирмы по реформированию технических бизнес-процессов

Основные этапы работы технического реинжиниринга предприятия:

• обследование технических подразделений, разработка плана их реформирования;

• внедрение общей системы управления техническими процессами согласованно с проектом корпоративной системы управления предприятием;

• внедрения комплекса конкретных технических систем.

Работа по обследованию. Обследование существующей структуры основных технических подразделений предприятия и соответствующих процессов по методике структурного анализа (SADT), в результате которого формируется компьютерная модель фактических процессов. На основе процессов фактической модели («как есть») формируется модель-эталон («как надо»), после одобрения которой руководством фирмы разрабатывает конкретный план организационно-технических мероприятий реформирования предприятия по переходу для работы в соответствии с эталонной моделью.

В результате проведения работ по обследованию предприятие получает:

• модель организационной структуры технических подразделений;

• функциональную и информационную модель существующих процессов (фактическую модель);

• полученную па основе фактической модель, соответствующую представленным руководством целям и требованиям (эталонную модель);

• детальный план реформирования технических подразделений для постепенного перехода от фактической к эталонной модели;

• для поддержки разработанных моделей в актуальном виде в структуре завода создается специальная постоянно работающая группа системного анализа и развития, укомплектованная компьютерными и специальными программными средствами (аналитическая группа).

Проект системы управления для технических бизнес-процессов.

По материалам обследования осуществляется реинжиниринг бизнес-процессов и вырабатывается новая структура технических служб, согласуются их функции.

Например проект основанный на внедрении системы интеграции технических процессов Орtegra. Система построена на технологии «клиент-сервер», т.е. предполагает внедрение компьютерной сети рабочих мест исполнителей с центральным оборудованием (общими серверами для данных и программ) и клиентскими рабочими местами (CAD/CAM-системами). Optegra практически не имеет ограничений по количеству рабочих мест и интенсивности информационного обмена, географических масштабов и особенностей предприятия и реализует интенсивно разрабатываемую на Западе концепцию «сквозного проекта», или электронного определения продукта EPD (Electronic Product Definition).

Суть этой концепции в том, что рабочие места исполнителей, обязательно оборудованные CAD-системами (возможно разного типа, но стыкуемыми с Optegra через интерфейсы) под управлением системы Optegra, дают возможность на уровне конструирования планировать ход разработки, визуализировать его объемную модель, видеть «дерево изделия» всем участникам процесса, для которых это необходимо (менеджеры, главные специалисты, реализующие или контролирующие сборку). Результатом этой работы является полностью собранный в виртуальном объеме на рабочей станции главного конструктора электронный прототип изделия, который можно дальше подвергать компьютерному анализу и декомпозировать на узлы и детали для разработки технологических маршрутов их изготовления и сборки.

Система из электронного прототипа изделия автоматически подготавливает спецификации покупных изделий для служб внешней кооперации предприятия.

На уровне технологической подготовки производства система Optegra объединяет технологов и конструкторов техтюлогической оснастки единым сетевым планированием, позволяет формировать и отслеживать технологические маршруты, извлекая из них спецификации по необходимым материалам, инструменту, оснастке, трудозатратам для служб материального обеспечения и вспомогательных производств.

Таким образом система Optegra создает оптимальную деловую среду для групповой параллельной работы конструкторов, технологов, менеджеров и прочих исполнителей, подчиняя их действия заранее отработанным процедурам и обеспечивает информационную стыковку с системой управления общими процессами.

Поставка конкретных технических систем. Конкретные технические системы могут поставляться в рамках глобального проекта реконструкции на основе отработанной конфигурации системы Optegra или по отдельным заказам для решения каких-либо локальных конструкторских или технологических задач. Программа поставок по линии конкретных систем логично распадается на принципиальные два уровня:

• системы высокого уровня для сложных изделий и процессов, базирующиеся на рабочих станциях с ОС UNIX и требующие существенных капитальных вложений;

• системы для изделий среднего уровня сложности, базирующиеся на персональных компьютерах под MS Windows и ориентированные на относительно скромный бюджет.

Разделение на два уровня оправдано практикой с точки зрения финансовых возможностей клиетов, а также тем обстоятельством, что всегда были и будут как сложные, так и простые конструкции и детали, которые требуется проектировать и производить. Предложение второго уровня может рассматриваться как наиболее дешевый стартовый этап предприятия для фундаментального перевооружения в дальнейшем. Естественно, оба уровня могут комбинироваться в зависимости от конкретных задач, однако внедрение технологии EPD возможно только с участием систем первого уровня.

Предложение по системам первого уровня для рабочих станций под OS UNIX. В качестве базовой системы проектирования и подготовки производства предлагается американская CAD/CAM система CADDS5 фирмы Computervision, которая обладает достаточно развитым составом конструкторских модулей для проектирования изделий сложной геометрической формы и сборок, содержащих кроме традиционных механических деталей разнообразные подсистемы, такие как трубопроводы, кабельные жгуты, электронные компоненты. В области инженерного анализа (область САЕ) предложение фирмы разделяется на два класса в зависимости от области приложения:

• анализ свойств объектов;

• анализ различных технологических процессов и операций по типу используемых в производстве технологических переделов.

Анализ свойств объектов предусмотрен в следующих областях:

- прочностные линейно-статические свойства деталей – система StressLab (модуль системы CADDS5);

- прочностные нелинейные статико-динамические свойства деталей

- система ANSYS одноименной американской фирмы;

- кинематические свойства конструкций - система SystemsLab (модуль системы CADDS5);

- сопротивляемость конструкций и транспортных средств (автомобилей, судов, самолетов) ударным нагрузкам и разрушающим воздействиям в аварийных ситуациях – система РАМ-CRASH французской фирмы PSI, которая может быть дополнена специальной системой анализа эффективности средств безопасности человека - системой PAM-SAFE;

- сопротивляемость конструкций и различных изделий вибрационным и ударным нагрузкам (например, оценка прочности хрупких электронных изделий или прочности и долговечности автомобильных шин) - система РАМ-SHOCK французской фирмы PSI;

- анализ обтекаемости элементов деталей и конструкций воздушными и гидропотоками (например, рабочие процессы в турбомашинах) - система PAM-FLOW французской фирмы PSI.

В части компьютерного моделирования технологических процессов предусмотрены следующие возможности:

- механообработка на станках с ЧПУ с целью верификации корректности программ обработки - система NCSIMUL французской фирмы Spring;

- литье металлов - система ProCAST американской фирмы UES и швейцарской фирмы Calcom;

- литье пластмасс - система MoldFlow одноименной австралийской фирмы;

- холодная листовая формовка (3D вытяжка) – система РАМ-STAMP французской фирмы PSI;

- экструзия пластичных материалов - система PolyFlow одноименной бельгийской фирмы;

- горячая объемная штамповка в 3D - система FORGE3 французской фирмы Transvalor;

- термообработка деталей и сварка конструкций - система SYSWELD французской фирмы Framatome.

Предложение второго уровня. В качестве базовой системы проектирования предлагается CAD система SolidWorks. В части программирования обработки на станках предлагается AlphaCAM английской фирмы Licom, хорошо совместимая с SolidWorks.

Все возможности анализа свойств объектов реализуются системами американской корпорации Structural Research COSMOS/M или COSMOS/Works для решения следующих задач:

- линейные и нелинейные статико-динамические нагрузки деталей и конструкций;

- усталостные нагрузки;

- линейные и нелинейные термические процессы;

- процессы гидродинамики и обтекания;

- линейные и нелинейные электромагнитные явления;

- статические, квазистатические и частотные процессы в электронных цепях в условиях большого разброса параметров компонентов.

Наиболее перспективным представляется интегрированный пакет COSMOS/Works, работающий на базовой геометрии системы SolidWorks.

Компьютерное моделирование некоторых технологических процессов реализуется в областях:

— механообработка на станках с ЧПУ - система N-See американской фирмы Microcomopatibles;

- литье металлов - российская система Poligon;

- литье пластмасс - система MoldFlow/Flow-E;

- горячая объемная штамповка в 2D - отечественная система FORM-2D московской фирмы Квантор.

Поскольку в настоящее время наиболее актуальной для большинства предприятий является недорогая платформа на персональном компьютере, ниже приводится рекомендуемый комплект для наиболее типичных задач конструкторской и технологической практики, который максимально отвечает требованиям хорошей функциональности при предельно низких ценах.

Схема функциональной связи систем SolidWorks, AlphaCAM, N-See, Poligon, MoldFlow, Form-2D

Краткое описание интегрированиого решения для персонального компьютера. Представленный комплект подобран по критерию полной интеграции по форматам данных, что иллюстрируется схемой их взаимосвязи. Полученный таким образом комплекс не претендует на изделия и детали высокой сложности, которые, как правило, реализуются в системах высокого уровня на рабочих станциях, но позволяет решать весьма широкий спектр задач по деталям и конструкциям средней и малой сложности, фигурирующих в основном в технологических подразделениях (приспособления, режущий инструмент, оснастка, типовые детали и т.д.).

Система SolidWorks, дополненная системой анализа COSMOS является хорошей базой для оснащения конструкторских бюро, однако высокая функциональность системы в возможностях объемной геометрии позволяет ориентировать ее как 3D систему для технолога-литейщика в комплекте с система