Классификация интерактивных систем

Стадии создания и технологический процесс проектирования САПР

Создание и развитие САПР ведется очередями. Каждая из очередей САПР является расширением предыдущей, что достигается путем внедрения новых подсистем и компонентов САПР.

Дальнейшее развитие САПР осуществляется путем совершенствования имеющихся подсистем и компонентов САПР, их связей между собой и с подразделениями проектной организации.

Стадии:

· предпроектные исследования

· техническое задание

· техническое предложение

· технический проект

· рабочий проект

· ввод в действие

Цель работ на стадии предпроектного исследования – изучение существующих в проектной организации процессов проектирования, закономерностей совершенствования объектов проектирования, оценка технико-экономической целесообразности создания САПР и формирования совокупности исходных требований к функциям и структуре САПР.

Разработка технического задания проводится на основании результатов предпроектных исследований, а также обобщения опыта работ в области САПР. Техническое задание после согласования и утверждения является основным документом, регламентирующим проведение работ на последующих стадиях создания САПР, подсистемы или компонента САПР.

Цель работ на стадии технического предложения – детальное технико-экономическое обоснование целесообразности создания САПР с функциями и характеристиками, обусловленными в техническом задании. При разработке технического предложения проводится сравнительный анализ ряда вариантов системы, выбор рационального варианта САПР и уточняются требования к содержанию работ на последующих стадиях создания САПР.

Целью работ на стадии технического проекта является разработка окончательных технических решений, дающих полное представление о создаваемых САПР или подсистем САПР с заданными функциями и техническими характеристиками. В техническом проекте устанавливается структура системы, состав подсистем и компонентов САПР и связей между ними; составляются технические задания на создание или адаптацию компонентов технического, программного и информационного обеспечения.

Целью работ на стадии рабочего проекта является разработка рабочей документации, достаточной для изготовления (монтажа), наладки и испытания компонентов САПР и ввода в действие подсистем САПР и соответственно очереди САПР в целом. На стадии рабочего проекта должны быть изготовлены (смонтированы), отлажены и испытаны компоненты программного, технического и информационного обеспечения, необходимого для ввода подсистемы или очереди САПР в опытную эксплуатацию. Допускается проводить доработку документации рабочего проекта по результатам испытаний и опытной эксплуатации. Такая доработка может планироваться как отдельный этап работ по созданию САПР.

Стадия ввода в действие включает опытную эксплуатацию и приёмочные испытания подсистем и компонентов САПР.

Ввод в действие последующей очереди САПР осуществляется путём ввода в действие новых или модифицированных подсистем САПР.

При создании САПР стадия технического предложения не является обязательной, а входящие в неё результаты выполняются на стадии технического проекта.

При создании подсистем САПР стадии предпроектных исследований и технического предложения не являются обязательными.

При создании компонентов САПР стадии предпроектных исследований, технического предложения и технического проекта не являются обязательными.

2) Проблемы проектирования интерактивных систем

За последние два десятилетия появился новый класс программных и технических средств – интерактивные системы (ИС). Эти системы позволяют в реальном времени получать информацию от датчиков технологических процессов и оператора, управлять процессом решения прикладной задачи, представлять полученные результаты оператору или управлять исполнительными механизмами и станками с ЧПУ. Интерактивные системы производят операции над графическими данными по созданию геометрических моделей, расчету процессов визуализации моделей объектов и соответствующих параметров.

Классификация интерактивных систем

По способу связности с различными внешними устройствами и человеком оператором интерактивные системы можно разделить на четыре класса (см. табл.1):

- системы, использующие традиционные средства взаимодействия пользователя с системой;

- системы со специальными устройствами ввода или датчиками технологических процессов;

- системы со специальными устройствами вывода;

- системы, одновременно использующие специальные устройства ввода и вывода.

Табл. 1

Во второй строке таблицы перечислены основные функциональные блоки систем. Для каждого класса знаком «+» отмечено наличие внешних устройств и соответствующих блоков, приведены примеры ИС.

К первой группе ИС относятся локальные автоматизированные системы проектирования, системы ситуационного моделирования, игровые системы и т.п. Ко второй – системы измерения и визуализации параметров технологических процессов. К третьей - программное управление исполнительными механизмами, станками с ЧПУ, графопостроителями, координатографами, фото плоттерами, устройствами стерео литографии. К четвертой - интегрированные системы проектирования и управления, системы безопасности и т.п.

Для проектирования и создания ИС требуются новые методы формализации процесса выбора их структуры, систематизации, стандартизации и согласования структур данных для обмена информацией внутри ИС и с внешней средой. Эти методы существенным образом определяют эксплуатационные характеристики создаваемых ИС.

Сложность проблемы выбора структурной организации ИС продемонстрируем на рис.1, где показан фрагмент некоторых возможных реализаций последовательно выполняемых операций. Все реализации для двух способов кодирования a₁ и a₂ представлены в виде пространственного графа, разделенного на части, выполняющие набор последовательных операций. Части пространственного графа далее будем называть локальными структурами (ЛС), а набор операций которые они выполняют - локальными алгоритмами (ЛА). Каждая ЛС представляется двумя плоскими графами (в виде вертикальных поперечных плоскостей на рисунке) и дугами, соединяющими вершины левых и правых плоских графов. Вершины графа соответствуют форматам и типам данных. Разнообразие форматов данных в ИС легко представить по [1]. Дуги графа ориентированы по направлению обработки информации, отображают возможные реализации и имеют весовые коэффициенты, соответствующие сложности реализации. Левая сторона пространственного графа является входом, правая – выходом. В дальнейшем такое представление структуры будем называть обобщенной моделью структуры.

3) Унифицированный язык моделирования UML

UML (англ. Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения, моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур.

UML является языком широкого профиля, это — открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования, в основном, программных систем. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода.

Использование

UML позволяет также разработчикам программного обеспечения достигнуть соглашения в графических обозначениях для представления общих понятий (таких как класс, компонент, обобщение (англ. generalization), агрегация (англ. aggregation) и поведение) и больше сконцентрироваться на проектировании и архитектуре.

История

До UML 1.x

В 1994 году Гради Буч и Джеймс Рамбо, работавшие в компании Rational Software, объединили свои усилия для создания нового языка объектно-ориентированного моделирования. За основу языка ими были взяты методы моделирования Object-Modeling Technique и Booch. OMT был ориентирован на анализ, а Booch — на проектирование программных систем. В октябре 1995 года была выпущена предварительная версия 0.8 унифицированного метода (англ. Unified Method). Осенью 1995 года к компании Rational присоединился Ивар Якобсон, автор метода Object-Oriented Software Engineering — OOSE. OOSE обеспечивал превосходные возможности для спецификации бизнес-процессов и анализа требований при помощи сценариев использования. OOSE был также интегрирован в унифицированный метод.

На этом этапе основная роль в организации процесса разработки UML перешла к консорциуму OMG (Object Management Group). Группа разработчиков в OMG, в которую также входили Буч, Рамбо и Якобсон, выпустила спецификации UML версий 0.9 и 0.91 в июне и октябре 1996 года.

UML 1.x

На волне растущего интереса к UML к разработке новых версий языка в рамках консорциума UML Partners присоединились такие компании, как Digital Equipment Corporation, Hewlett-Packard, i-Logix, IntelliCorp, IBM, ICON Computing, MCI Systemhouse, Microsoft, Oracle Corporation, Rational Software, Texas Instruments и Unisys. Результатом совместной работы стала спецификация UML 1.0, вышедшая в январе 1997 года. В ноябре того же года за ней последовала версия 1.1, содержавшая улучшения нотации, а также некоторые расширения семантики.

Последующие релизы UML включали версии 1.3, 1.4 и 1.5, опубликованные, соответственно, в июне 1999, сентябре 2001 и марте 2003 года.

UML 1.4.2 принят в качестве международного стандарта ISO/IEC 19501:2005.

UML 2.x

Формальная спецификация версии UML 2.0 опубликована в августе 2005 года. Семантика языка была значительно уточнена и расширена для поддержки методологии Model Driven Development — MDD. Последняя версия UML 2.5 опубликована в июне 2015 года.

UML 2.4.1 принят в качестве международного стандарта ISO/IEC 19505-1, 19505-2.

Билет№23

1) Функциональные возможности САПР

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ САПР ВЫСОКОГО УРОВНЯ

Ключевые слова: система «высокого» уровня, САПР, CAD/CAM, NX, CATIA, PTC. Современный этап развития машиностроения требует использования инно- вационных информационных технологий проектирования и производства изде- лий. Они основаны на представлении изделия на всех стадиях его разработки, начиная с концептуального проектирования и заканчивая детальным конструи- рованием и производством. Современные CAD/CAM системы обеспечивают вы- сокое качество проектирования, свободное от дорогостоящего процесса доводки натурных образцов изделий, сократить сроки проектирования и обеспечить вы- полнение проекта не многочисленным квалифицированным коллективом специ- алистов. Современные системы автоматизированного проектирования представ- лены в большом количестве различных CAD/CAM систем, начиная с электрон- ных кульманов, и заканчивая системами «высокого» уровня, охватывающих все стадии создания изделия, от разработки до готового продукта. Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс» 2 Приоритетные направления развития науки и образования Целью данной статьи является сравнение функциональных возможностей и стабильности положения на мировом рынке лидирующих систем САПР «высо- кого» уровня NX (ранее UNIGRAPHICS), CATIA и PTC (ранее PRO/ENGINEER), которые в соответствии с современными требованиями к си- стемам этого класса обеспечивают следующие основные возможности: - параллельный (синхронный инжиниринг), то есть параллельную работу с электронной моделью изделия в функционально различных модулях системы, благодаря реализации принципа мастер-модели; - построение различных сопряжений, сложных поверхностей и надёжная работа с импортируемыми данными; - полная интеграция с системой управления проектными данными, что су- щественно повышает эффективность работы группы разработчиков как одного целого организма. Здесь заложен принцип: система – это больше, чем просто сумма частей; - использование новейших технологий обмена данными с другими систе- мами, поскольку имеет больший набор прямых трансляторов, позволяющих пе- редавать параметризованные модели различные системы; - модульная архитектура. Система построена по модульному принципу, ко- гда вокруг базового ядра формируется набор программных модулей в наиболее удобной пользователю конфигурации, причём общая стоимость подобного спе- циального набора будет заведомо меньше общей цены отдельных модулей. При сетевой инсталляции большого количества мест системы максимально гибкую рабочую среду представляет комбинация базовых конфигураций на рабочих станциях и дополнительных модулей, установленных на сервере и доступных для всех станций по сети. - средства манипуляции большими сборками свыше пяти-десяти тысяч сбо- рочных единиц; - процессы проектирования с использованием базы знаний. На её основе построены мастер-процессы, в которых интегрированы знания по проектирова- нию из различных отраслей промышленности. Биологические науки 3 - концептуальный дизайн. - решения в области инженерного анализа и оптимизации [1]. Система «высокого» уровня на многих Российских предприятиях является основой всего процесса проектирования, на который опираются другие функци- онально-специализированные средства проектирования, например, пакет ANSYS для проведения инжиниринга и КЭ решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформиру- емого твёрдого тела и механики конструкций. Моделирование и анализ в неко- торых областях промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длитель- ных циклов разработки типа проектирование – изготовление – испытания. Сравнительные характеристики функциональных возможностей систем «высокого» уровня NX, CATIA и PTC показывают с одной стороны сходный набор функциональных модулей, с другой стороны, качественно разную функ- циональность в пределах каждого конкретного модуля. Наиболее полной функциональностью в группе Анализ модулей проектиро- вания показала система NX, второе и третье места разделили CATIA и PTC. При- чём CATIA лучше в концептуальном проектировании, а PTC в прикладном и поддержке стандарта ЕСКД. В разделе Анализ модулей механообработки лидер NX, второе по функцио- нальности место занимает РTC. Основные возможности система схожие. В раз- деле «Анализ специальных модулей» NX также занимает лидирующее положе- ние, но информация по CATIA и PTC здесь представлена неполно.

2) Классификация интерактивных систем

САПР является многофункциональным программно-техниче-ским комплексом однако центральное место в классификации функций занимает непосредственно проектирование. Все остальные функции порождены алгоритмами расчета конкретных процессов и служат Для повышения их эффективности и управления. Например, функции управления БД представляют пользователю такие возможности, как оперативное изменение параметров, получение справок, накопление альтернативных вариантов решений и т. п. Сервисные функции позволяют быстро и правильно вводить информацию, получать результаты требуемой формы. Функции расширения позволяют в интерактивном режиме вводить новые программные модули и форматы данных, адаптировать их к уже имеющимся структурам, создавая семантические модели. Диалоговые функции позволяют реализовать взаимодействие на естественном языке, расширить вычислительные возможности системы за счет активного участия пользователя 

3) Программное обеспечение CASE-систем для концептуального проектирования

На рынке программных продуктов имеется много CASE-систем для концептуального проектирования АС.

Чаще всего в них поддерживается методология IDEF. В России широко известны программы BPwin, ERwin, OOwin фирмы Platinum Technology, Design/IDEF фирмы Meta Software, CASE-Аналитик фирмы Эйтэкс, Silverrun фирмы CSA и др.

BPwin (Business Processing) предназначена для разработки функциональных моделей по методике IDEF0.

ERwin предназначена для разработки информационных моделей по методике IDEF1X. Имеются средства, обеспечивающие интерфейс с серверами БД (от пользователя скрыто общение на SQL-языке), перевод графических изображений ER-диаграмм в SQL-формы или в форматы других популярных СУБД. Предусмотрены интерактивные процедуры для связывания дуг IDEF0 с сущностями и атрибутами IDEF1X, т.е. для установления связей между BPwin и ERwin. В систему включены также типичные для CASE средства разработки экранных форм.

OOwin служит для поддержки объектно-ориентированных технологий проектирования информационных систем. Один из способов использования OOwin — детализация объектно-ориентированной модели на базе созданной ER-модели. При преобразовании ER в OO-представление сущности и атрибуты становятся классами (множествами подобных объектов). Классы могут быть дополнены описанием услуг класса, т.е. выполняемых операций, передаваемых и возвращаемых параметров, событий. Другой способ использования OOwin — реинжиниринг, так как модернизация проводится на уровне существующей модели.

Система Design/IDEF (фирма Meta Software) предназначена для концептуального проектирования сложных систем. С ее помощью разрабатываются спецификации, IDEF0- и IDEF1X-диаграммы, словари данных, проводится документирование и проверяется непротиворечивость проектов. Имеется дополнительная система Design/CPN, позволяющая проводить имитационное моделирование на основе моделей, преобразованных в цветные сети Петри.

Билет №24

1) Универсальные системы разработки САПР

SprutCAD является открытой конструкторской средой для автоматизации труда конструкторов и разработчиков систем проектирования. Система в полной мере поддерживает стандарт ЕСКД и имеет расширяемый пользователем набор сервисных функций, что позволяет создать на его основе рабочее место конструктора, реально автоматизирующее типовые проектные операции, которые необходимы на конкретном рабочем месте. SprutCAD имеет библиотеку стандартных параметрических элементов, которую можно достаточно просто пополнять в процессе эксплуатации; кроме того, имеется возможность создавать собственную пользовательскую базу типовых решений.

В системе реализована возможность создания и поддержки иерархической базы чертежей изделия, что позволяет более удобно и наглядно организовать процесс проектирования и контроля над изменениями в проекте.

Уникальность параметризации SprutCAD состоит в том, что все геометрические объекты имеют в системе двоякое представление — текстовое и графическое. Текстовое описание представляет собой не что иное, как программу на языке СПРУТ с использованием операторов подсистем базовой графики GPS и оформления чертежей DOG. В результате черчения автоматически генерируется текст программы на языке СПРУТ в окне отладчика. Система обеспечивает синхронизацию между графическим и текстовым представлением каждого элемента. Интерактивное изменение элемента приводит к корректировке его текстового определения, и наоборот, редактирование текстового определения любого элемента автоматически отражается на чертеже (рис. 3). При этом в любом случае система не только изменит редактируемый элемент чертежа, но и по дереву построения автоматически переопределит все элементы, имеющие взаимосвязи с измененным.

Реализованная таким образом параметризация, сочетающая в себе взаимосвязанное представление в виде графики и текста (языка СПРУТ), дает безграничные возможности по генерации чертежей (см. «SprutCAD: особенности национальной параметризации» в № 9’2001 и «Параметризация множества структурных вариантов: решение СПРУТ-Технологии» в № 12’2001).

SprutCAM — это современная система генерации управляющих программ для обработки деталей на 2-; 2,5- и 3-координатных станках с ЧПУ. Благодаря развитым функциям импорта геометрической модели система легко интегрируется с любой современной CAD-системой. Осуществляется импорт геометрических моделей в форматах: IGES, DXF, PostScript, STL, 3DM, реализован прямой интерфейс с системой СПРУТ.

SprutCAM поддерживает широкий спектр форм представления геометрической информации — от ломаных и триангулированных сеток до NURBS-кривых и NURBS-поверхностей, что обеспечивает высокую степень достоверности модели. Функции модификации геометрической модели и полнофункциональная среда двухмерных построений позволяют произвести все необходимые изменения и дополнительные построения.

Широкий набор типов технологических операций и функции управления их параметрами позволяют сформировать оптимальный процесс обработки, а автоматический подбор параметров операций дает возможность сделать это максимально быстро (рис. 4). Автоматическое определение и доработка остаточного материала исключают рутинную работу технолога.

До отправки управляющей программы на станок с ЧПУ ее можно проверить при помощи средств моделирования обработки, что полностью исключит ошибки и сэкономит время, материалы и средства. Инвариантный постпроцессор позволяет легко настроиться на любой формат системы ЧПУ.

Удобный и понятный технологу интерфейс позволяет осваивать систему за считанные дни (см. «SprutCAM версия 3: оптимальное решение в подготовке программ ЧПУ» в № 4’2001, «Десять достоинств SprutCAM» в № 7’2001).

Среда Sprut NCTuner предназначена для контроля и окончательной доводки управляющих программ для фрезерных и токарных станков с ЧПУ. Система является логическим продолжением более ранних разработок фирмы: системы моделирования обработки InDraw и потокового редактора управляющих программ SED, различные версии которых уже в течение многих лет используются на предприятиях. NCTuner предоставляет все необходимые средства для реалистичного моделирования процесса обработки, отладки и редактирования управляющих программ, то есть в системе объединены блок моделирования обработки на станке с ЧПУ, многооконный текстовый редактор и современная отладочная среда, со всеми присущими ей функциями (рис. 5). Исходной информацией для моделирования процесса обработки служит управляющая программа в формате любой системы ЧПУ, параметры режущих инструментов и форма заготовки. В комплект поставки входит множество файлов настройки на часто встречающиеся системы ЧПУ. При помощи встроенных средств настройки достаточно просто научить систему интерпретировать управляющую программу для любой стойки ЧПУ. Реализуется перевод управляющих программ из одной системы ЧПУ в другую.

Результат моделирования представляет собой фотореалистичную твердотельную модель, которая может быть экспортирована во внешние файлы и использована другими приложениями, например CAD/CAM/CAE-системами (см. «Тюнинг управляющих программ в Sprut NCTuner» в № 8’2001).

Система SprutTP служит для автоматизации проектирования маршрутно-операционной технологии. В новой версии система использует принцип активного документа: при выборе какого-либо поля документа программа автоматически из базы данных выводит на экран только свойственную этому полю информацию либо производит определенные действия. Такой подход к реализации интерфейса значительно ускоряет процесс освоения программы, поэтому технологи предприятия, видя перед собой одни и те же документы, не будут затрачивать дополнительные усилия на изучение не свойственных выбранному полю форм и таблиц баз данных (рис. 6).

В состав системы SprutTP входит специальный редактор STTS, с помощью которого создаются технические документы. Вследствие этого каждое предприятие, использующее нестандартные формы документации, может без привлечения сторонних программистов сгенерировать нужный комплект документов. В состав системы входит технологическая база знаний по проектированию процесса механообработки (последовательность операций, переходов, оснащение переходов, расчет режимов резания, нормирование), разработанная и модифицируемая с использованием системы SprutExPro.

Система SprutStamp, предназначенная для автоматизации конструкторско-проектных работ по проектированию штамповой оснастки для холодной листовой штамповки, объемной штамповки и ковки, обеспечивает:

• интерактивный ввод исходных данных, необходимых для проектирования оснастки;
• проектирование штампа для деталей любой формы, с неограниченным количеством пробиваемых отверстий любой конфигурации, для любого пресса;
• выбор пресса в зависимости от усилия штамповки и габаритов штампуемой детали;
• выбор блока со стандартными или нестандартными плитами;
• генерацию комплекта чертежей и спецификаций; интерактивное редактирование полученных чертежей штампа с использованием открытой среды конструкторского проектирования SprutCAD; пополнение и редактирование графической базы прессового оборудования;
• создание трехмерной модели любой детали штампа и сборки.

При наличии инструментальной среды СПРУТ у пользователя имеется возможность расширять SprutStamp.

Системы SprutMX и SprutX используются для создания новых схем штампов и стандартных деталей, расширения интерфейса системы (см. «СПРУТ-Штамп — решение “СПРУТ-Технологии” в автоматизации проектирования штампов» № 3’2002).

SprutIntegrator — это система для управления процессом подготовки производства на основе информационной модели изделия и протоколов привязки модели к информационным ресурсам и структуре предприятия.

Основным связующим звеном в системе подготовки производства является подсистема управления проектами. Функциональные возможности подсистемы разделяются на три основные группы, характеризующие круг решаемых подсистемой задач:

• управление архивами моделей изделий;
• выдача заданий на проектирование;
• контроль выполнения проектов.

Подсистема управления проектами состоит из двух функциональных модулей — сервера управления проектами и администратора проектов.

Сервер управления проектами может использоваться как в однопользовательском, так и в сетевом варианте. Для сетевой версии в качестве хранилища информационных моделей и документов могут применяться стандартные SQL-серверы (Sybase, Microsoft и др.). Данный сервер может использоваться и в случае, когда в качестве базовой системы проектирования выбран продукт сторонней фирмы. Сервер управления проектами выполняется как самостоятельный продукт и поддерживает практически любые типы документов.

Одной из важных возможностей системы является поддержка функций коллективной разработки. Администратор проектов гарантирует синхронизацию при работе над одним и тем же проектом нескольких сотрудников. Использование централизованного хранилища данных с механизмом захвата документов (Check In/Out) позволяет справиться с проблемой коллективной разработки. Произвольная структуризация хранилища документов и распределение пользователей в рабочие группы позволит не подстраивать работу предприятий под использование системы, а настроить ее на решение вопросов в привычной для них форме и последовательности.

Преимущества систем очевидны, поэтому разработки «СПРУТ-Технологии» вызывают интерес не только российских, но и зарубежных предприятий. С системами уже работают в Великобритании, Германии, Швейцарии, Италии, Норвегии, Швеции, Греции, Турции, США, Канаде, Корее, Японии и в других странах. «СПРУТ-Технология» — единственная российская компания, которая, используя свои оригинальные идеи, занимается разработкой специализированных инструментальных средств для создания прикладных систем. Удобство, простота, функциональная насыщенность, открытость для пользователей — вот отличительные качества программных продуктов «СПРУТ-Технологии», на которых базируется идеология компании. Наши системы создаются не для топтания на месте, а для качественного развития, движения вперед.

2) Современные тенденции развития инструментальных средств разработки программного обеспечения для САПР

Усиление конкуренции в производстве как тенденция современного рынка заставляют производителей искать пути уменьшения сроков разработки новых изделий при сохранении требований к уровню качества изделий. Из наиболее очевидных решений этой задачи можно назвать следующие:

оптимизация параметров изделия;

унификация решений, обеспечивающая их повторное использование;

автоматизация расчетных задач;

поддержка комплексных изделий на всех этапах жизненного цикла;

быстрая адаптация производства к модифицированным изделиям;

интеграция всех задач производства в единую среду разработки.

Потребность предприятий в таких решениях заставляет разработчиков САПР, ориентированной на задачи машиностроения, искать методологии, чьи качественные оценки (быстрота, прогнозируемость, гибкость, интегрируемость) наиболее близки к требованиям современного производства.

Основными тенденциями в развитии рынка систем автоматизации проектирования и производства является интеграция всех этапов жизненного цикла изделия:

Проектирование;

Разработка документации;

Технологическая подготовка;

Материально-техническое снабжение;

Планирование;

Производство;

Сервисное обслуживание.

Одним из ключевых аспектов интеграции является выработка общей информационной среды проекта, где каждый этап и его подзадачи расширяют информационную структуру изделия. Согласно исследованиям в области CALS – технологий предлагается деление информации на шесть категорий:

Конструкторские данные формируются на этапе проектирования изделия и включают: геометрическое описание формы изделия; многоуровневая структура модели, отражающая процесс конструирования изделия; результаты расчетов и технические характеристики.

Технологические данные возникают на стадии технологической подготовки производства: описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, данные для проектирования приспособлений и специального режущего и мерительного инструмента и т.д.

Производственные данные относятся к производственному циклу. Данные описывают статус конкретных экземпляров изделия и его компонентов.

Данные о качестве изделия содержат сведения о соответствии экземпляров изделия техническим требованиям.

Данные для логистической поддержки изделия на постпроизводственных стадиях жизненного цикла.

Эксплуатационные данные, необходимые для организации обслуживания и ремонта изделия.

Параметрический. В процессе работы запоминают отношения между элементами. В этом случае система записывается в виде готового решения.

Адаптивный. Запоминаемые отношения между элементами предполагаются обратимыми. Так что в любой момент пользователь может «перевернуть» отношение и тем самым сделать определяемый элемент задающим.

Вариационный. Подход использует соотношения, возникающие на этапе ввода модели, как декларативную информацию, на основе которой синтезируется система уравнений, как правило, состоящая из тригонометрических формул.

Эффективность проектирования. 3D технология считается более наглядным и интуитивным методом для создания современных все более сложных объектов.

Качество проектирования. Более естественный способ визуализации проектируемого объекта позволяет снизить вероятность ошибок, особенно в случае сложных сборок.

Снижение общего времени проектирования. Большинство прикладных программ САПР, таких как: подготовка программ для станков с ЧПУ, прочностные расчеты, технологическое проектирование, требуют трехмерной информации о проектируемом объекте.

Повышение конкурентоспособности. 3D моделирование предлагает тем проектировщикам, которые его используют, очевидные конкурентные преимущества над пользователями “чистого” 2D черчения.

3) Метамодели и стандарты CDIF

Метамодель в CDIF определяется, как средство, с помощью которого осуществляется правильная интерпретация данных при их передаче из одной CASE-среды в другую. Такая интерпретация требуется при взаимодействии сред, использующих различные формы представления однородной в смысловом отношении информации. Другими словами, метамодель применяют для передачи и правильной интерпретации данных с одинаковой семантикой, но с разным представлением в частных CASE системах. Например, данные, близкие в семантическом отношении, но различающиеся по представлению, фигурируют в методиках информационного моделирования (data modeling), моделирования потоков данных (data flow modeling), событийного моделирования переходов состояний (state event modeling), объектно-ориентированного анализа и проектирования (object oriented analysis and design). CDIF-метамодель осуществляет интерфейс между ними.

Программное обеспечение, поддерживающее CDIF, позволяет представлять данные в желаемой форме (в соответствии с предметной областью). Например, конечно-автоматная модель может быть представлена в форме графа или матрицы перехода состояний, объектно-ориентированная модель — с использованием прямоугольников или произвольно очерченных фигур и т.п. Клиент, поддерживающий CDIF, транслирует форму источника информации в форму, доступную клиенту с сохранением семантики данных.