CC BY
9
УДК 681.7
DOI: 10.33764/2618-981X-2021-6-172-175
ЭТАП ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА
Александр Юрьевич Лепень
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, магистрант кафедры фотоники и приборостроения, тел. (983)320-93-49, e-mail: lepen30@mail.ru
Любые изделия, в том числе оптические приборы, за время своего существования проходят ряд состояний от идеи создания до утилизации, который называется жизненным циклом изделия.
Проектирование представляет собой сложный и творческий процесс деятельности специалиста (проектировщика), инвариантный к различным типам и сложности приборов. Проектирование требует от проектировщика кроме специальных, предметных знаний, также знаний методологии, средств и правил выполнения проектных процедур. Современное проектирование оптических приборов осуществляется в программной среде, так называемой системе информационной поддержки жизненного цикла изделий, что делает необходимым освоение обучающимися соответствующего программного обеспечения.
Ключевые слова: жизненный цикл, разработка, оборудование, инжиниринг, 3D модель, САПР
DESIGN STAGE IN THE LIFE CYCLE OF AN OPTICAL DEVICE
Alexandr U. Lepen
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Graduate, Department of Photonics and Device Engineering, phone: (983)320-93-49, e-mail: lepen30@mail.ru
Any product, including optical devices, during its existence goes through a series of states from the idea of creation to disposal, which is called the product life cycle.
Design is a complex and creative process of a specialist (designer), invariant to various types and complexity of devices. Designing requires the designer to in addition to special, subject-specific knowledge, as well as knowledge of the methodology, tools and rules for the implementation of project procedures. Modern design of optical devices is carried out in a software environment, the so-called the system of information support of the product life cycle, which makes it necessary for students to master the appropriate software.
Keywords: lifecycle, development, equipment, engineering, 3D models, CAD
Жизненный цикл любого изделия, в том числе оптических приборов начинается с исследования конъюнктуры рынка определенной области. На начальном этапе очень важно оценить текущее состояние и существующие проблемы. На первом этапе жизненного цикла, который иногда называют концептуализацией, осуществляется технический анализ и формальное определение потребностей, а также оценивается возможность физической реализации изделия, которое удовлетворит потребности, будет при этом конкурентоспособным и экономически выгодным [1].
Заказчик формулирует свои потребности в виде документа с описанием точных задач, который именуется как техническое задание. Также исполнитель и заказчик обсуждают на данном этапе сроки выполнения работ. Техническое задание должно удовлетворять обе стороны и когда это состояние будет достигнуто, переходят к проектированию [2].
Проектирование делится на следующие ветви (рис. 1).
Рис. 1. Ветви проектирования
Функциональное проектирование еще часто называют схемным, в зависимости от физических принципов работы, бывают: оптические, электрические, кинематические и другие схемы [3]. Именно с функционального проектирования начинается главный этап конструкторской разработки [4]. На данном этапе конструирование определяет оптимальность структуры и характеристик функциональных устройств, блоков, узлов и элементов прибора. Именно данный этап обеспечивает принципиальную возможность изготовления прибора в будущем с заданными параметрами. Итогом функционального проектирования является совокупность схем прибора и его элементов.
Объектом конструкторской разработки (конструкторское проектирование) является пространственная твердотельная 3D модель (иногда модель, построенная с помощью поверхностей), пример которой показан на рис. 2. Данная операция выполняется в различных САПР продуктах, таких как: Компас 3D, SolidWorks, Siemens NX и другие. На сегодняшний день на рынке существуют множество разработчиков таких САПР продуктов, которые специализируются на том или ином виде конструкторской деятельности [5]. Системы автоматизированного проектирования на сегодняшний день значительно упрощают работу инженерам-конструкторам. Это связано с тем, что большинство задач можно решить уже на этом этапе, тем самым сэкономить не только финансовую составляющую, но также и временную [6].
|,&ятдмж1я ► аа-в-а-ь- Д» |а-__!■"— —■ яш-.д»
Рис. 2. Пример твердотельной модели в САПР
На стадии технологического проектирования разрабатываются технологические решения. Данный этап обеспечивает выпуск высококачественной продукции в будущем. Это обуславливается тем, что на данном этапе разрабатываются технологические документы, а именно: маршрутные карты (подробное описание производственного маршрута обработки деталей), оснастка оборудования (перечень используемой оснастки при обработке деталей) и множество сопутствующей документации в соответствии с единой системой конструкторской документации (ЕСКД) [7]. Данный этап проектирования выполняют инженеры-технологи различного профиля.
Параллельно с разработкой технологических процессов может осуществляться изготовление и испытание опытных образцов на различные физические процессы, что позволяет устранять и вносить корректировки в проектную документацию [8]. Нередки случаи, когда уже разработанная схема не соответствует ранее составленному техническому заданию или плохо функционирует. В этом случае вся производственная цепь возвращается на стадию раннего проектирования и дорабатывается.
Этап конструкторской разработки является особо важным и основополагающим звеном в иерархической структуре жизненного цикла не только оптического прибора, но и производства изделий в целом. Именно на данном этапе решается большинство задач и формируется будущий вид изделия и его функционал. Благодаря развитию цифровых технологий, существенно упростился процесс создания и выпуска новой продукции [9]. Проектирование на сегодняшний день носит системный характер, а это означает гибкий выбор альтернатив между технологическими возможностями, общим уровнем автоматизации, современными конструкторскими решениями и гибкостью производства, а также его производительностью [10].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Аврюшин Р. А. Поддержка и обсуживание металлообрабатывающего оборудования. -М: АСТ, 2009. — 292 с.
2. Брезгин В. И., Совершенствование проектирования и эксплуатации оборудования паротурбинных установок с применением современных информационных технологий - М.: АСТ, 2011. - 478 с.
3. Ганюшин Р. С. Автоматизация процесса привязки для станков с ЧПУ на основе объектно-ориентированного подхода. Справочник. - М.: ГУП «ВИМИ», 2007. - 178 с.
4. Единая система конструкторской документации [Электронный ресурс]. - URL: https://docs.cntd.ru/document/1200106862, (дата обращения: 04.04.2021).
5. Жизненный цикл оборудования [Электронный ресурс]. - URL: eam.su/1-3-zhiznennyj-cikl-oborudovaniya.html, (дата обращения: 17.03.2020).
6. Козлов А. В., Методология информационного обеспечения проектирования систем автоматизированного управления: [В 4 т.] - М: СПб, 2002. - 351с.
7. Максименков А.И., Юдин Р.В., Проектирование металлообрабатывающего оборудования [текст] / А.И. Максименков, Р.В. Юдин, М.: Машиностроение, 2017 - 81 с., (дата обращения 13.04.2020).
8. Никифоров Н. Н., Туркин П. И., Жеребцов А. А., Галиенко С. Г. Артиллерия. - М.: Воениздат, 1953. - 473с.
9. Технологическое проектирование [Электронный ресурс]. - URL: https://stroy-trading .ru/information/article/429-Tekhnologicheskoe-proektirovanie, (дата обращения: 10.04.2021).
10. Шехонин А. А. Методология проектирования оптических приборов. - СПб.: Политехника, 2006. - 6 с.
© А. Ю. Лепень, 2021
