CC BY
103
УДК 519.72
ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ДАННЫМИ
В СИСТЕМЕ 1С:РБМ
А.М. Нужный, А.В. Барабанов, Н.И. Гребенникова, В. В. Сафронов
В статье выполнен анализ средств технологического проектирования системы 1С:РБМ, рассмотрены возможности информационного обмена технологическими данными с САПР ТП
Ключевые слова: технологическое проектирование, 1С:РБМ, САПР ТП, информационное взаимодействие
Введение
Системы управления инженерными данными, обеспечивающие централизованное хранение всей проектной документации на изделие, должны выполнять функцию совместного формирования, хранения и использования как конструкторской, так и технологической документации [1,2].
Для создания комплектов технологической документации, оформленных в соответствии с требованиями ЕСТД, традиционно используются специализированные САПР технологического проектирования. Отечественные САПР ТП (а использование зарубежных продуктов этой категории является достаточно редким явлением, что объясняется значительными различиями в нормативных базах, методологии проектирования ТП) в большинстве обеспечивают выполнение этой функции. Отличия между системами от различных производителей заключаются в степени автоматизации деятельности технологов и в различных подходах к формированию описаний технологических процессов.
В данной статье рассмотрены методы формирования технологических данных в системе 1С:РБМ, управление инженерными данными, а также возможность обмена технологическими данными с САПР ТП сторонних разработчиков.
Обзор современных САПР ТП
Наиболее распространенными системами автоматизированного проектирования
технологических процессов на отечественном рынке являются САПР ТП Вертикаль, система Т-FLEX/Технология, комплекс технологического проектирования ТехноПро. Рассмотрим возможности этих программ.
САПР ТП Вертикаль, разрабатываемая компанией АСКОН, обеспечивает проектирование технологических процессов, расчет материальных и трудовых затрат на производство, формирование
Нужный Александр Михайлович - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, e-mail: nam14@mail.ru Барабанов Александр Владимирович - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, e-mail: bav36@mail.ru Гребенникова Наталия Ивановна - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 243-77-18
Сафронов Виталий Владимирович - ВГТУ, канд. техн. наук, e-mail: safronov.vitaliy@mail.ru
всех необходимых комплектов технологической документации, формирование заказов на проектирование специальных средств
технологического оснащения и создание управляющих программ, поддержку актуальности технологической информации с помощью процессов управления изменениями.
Особенностью системы является
использование модульной технологии
проектирования, реализованной через понятие конструкторско-технологических элементов (КТЭ). Любое изделие представляется в виде набора стандартных элементов, каждому из которых, в зависимости от размеров, квалитета точности и шероховатости, ставится в соответствие перечень последовательных технологических операций. В системе присутствует базовый набор КТЭ, который может быть расширен технологами предприятия, однако этот процесс требует от технолога наличия большого опыта, знания технологий в целом и модульной технологии в частности [3].
САПР ТП Вертикаль интегрирована в состав системы управления жизненным циклом изделия ЛОЦМАНАМ и обеспечивает наилучшее взаимодействие с конструкторской САПР КОМПАС-3Б.
T-FLEX/Технология от компании «Топ Системы» 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 оснастки из справочников системы. Создаваемые таким образом ТП могут служить основой для их использования в дальнейшем в качестве ТП-аналогов [4].
Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы.
Комплекс технологического
проектирования и подготовки производства ТехноПро (корпорация «Вектор-Альянс») 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.
Структура единичного маршрутного ТП определяется пользователем в диалоговом режиме. Широко использована конструкторско-технологическая параметризация.
Анализ вышеперечисленных систем позволяет сделать вывод, что в настоящее время проектирование техпроцесса с использованием САПР осуществляется двумя основными способами - проектирование с использованием процесса-аналога (типового, группового, обобщенного) или с использованием баз данных по отдельным операциям, переходам, оборудованию и т.п. Описание технологии во всех системах производится в терминах технологических операций и переходов. При формировании этих элементов используются справочники центров обработки, базы данных оборудования, приспособлений и инструмента, расчетные модули для выполнения нормирования времени и материалов.
При этом отмечается, что существующие системы позволяют в значительной мере облегчить труд технолога, но не обеспечивают полной его автоматизации [3]
Средства технологического
проектирования 1С:РБМ
Модуль управления технологией
изготовления является одним из главных модулей системы наряду с модулем управления справочной информацией и модулем управления структурой изделия.
Модуль управления технологией
обеспечивает автоматизированное формирование технологических описаний для элементов электронной структуры изделия, на базе которых пользователь может получать комплекты технологической документации в соответствии с ЕСТД [4].
Одним из основных преимуществ использования средств разработки электронной технологии 1С:РБМ при формировании конструкторско-технологической документации является совместное использование справочных данных конструкторами и технологами. Так, занесение или использование данных из конструкторско-технологического справочника, входящего в состав системы, начинается еще на этапе проектирования конструкции изделия, для определения материала конструкций.
Для хранения конструкторско-
технологических данных в системе используются такие справочники, как разделы конструкторско-технологического справочника в части видов операций, материалов, средств технологического оснащения, справочник подразделений, справочник
рабочих центров, справочник групп заменяемости рабочих центров, справочник технологических операций, справочник точек маршрутов, справочник методов обработки. Практически все вышеперечисленные справочники присутствуют и в рассмотренных ранее САПР ТП.
Автоматизированное проектирование
технологии начинается с анализа чертежа детали, размещенного в структуре изделия. Технолог имеет возможность на основе конструкторского состава создать технологический состав полуфабриката так, как это предусмотрено процессом изготовления. Проектирование технологических процессов в системе 1С:РБМ осуществляется на основе маршрутных и операционных технологических процессов.
Маршрутный технологический процесс (МТП) оформляется маршрутной картой, где устанавливается перечень и последовательность технологических операций, тип оборудования, на котором эти операции будут выполняться, применяемая оснастка, укрупненная норма времени без указания переходов и режимов обработки.
Операционный технологический процесс (ОТП) детализирует технологию обработки и сборки до переходов и режимов обработки. Здесь оформляются операционные карты
технологических процессов.
Система предусматривает различные варианты разработки этих составляющих ТП:
- разработка МТП и ОТП по отдельности с последующим их объединением;
- разработка ОТП в составе МТП;
- разработка МТП без использования ОТП.
Выбор способа описания ТП и глубины
детализации технологии в системе обусловлен существующим бизнес-процессом описания технологии на предприятии и задачами, решаемыми в учетной системе.
Разработка технологии на производстве начинается с разработки межцеховых технологических маршрутов (расцеховок), определяющих последовательность прохождения материалами, полуфабрикатами, деталями
производственных подразделений и пунктов обработки при изготовлении деталей и сборочных единиц.
По окончании разработки технологических маршрутов технологам выдаются задания на разработку цеховых технологических процессов. Технологи в соответствии со специализацией по видам обработки, создают свои технологические процессы по пунктам обработки, указанным в расцеховке.
После того, как все ТП по видам обработки созданы, создается маршрутный технологический процесс, результатом которого уже является непосредственно деталь или сборочная единица.
Автоматизация разработки ТП становится возможной благодаря использованию «Редактора маршрутов» - компонента, предназначенного для оперативного создания и редактирования
расцеховочных маршрутов, создания
технологических процессов, добавления основных материалов и их норм.
Для поддержки актуального состояния проекта используется бизнес-процесс изменения состояний, позволяющий производить
согласование изменений со всеми участниками проекта. Формирование технологической документации выполняется с помощью внешней обработки «Конструктор технологических карт (PDM)», которая обеспечивает печать более 20 разновидностей документов, оформленных по требованиям ЕСТД.
Вышеперечисленные средства системы позволяют достаточно оперативно и с высоким уровнем автоматизации формировать описания большинства технологических процессов. Для решения более сложных задач, таких как расчет режимов резания и сварки, формирование сложных сквозных техпроцессов, и т.п., может понадобиться инструмент, позволяющий производить выгрузку и загрузку технологических данных из/в 1C:PDM для организации взаимодействия с внешней САПР ТП.
Штатные средства обмена технологической информацией, имеющиеся в системе, предназначены для организации обмена технологическими описаниями с аналогичной конфигурацией 1C:PDM. Для взаимодействия с системами сторонних разработчиков необходимо организовать обмен как технологическими описаниями, так и связанной с ними нормативно -справочной информацией.
Организация обмена технологическими данными
Для реализации процедуры обмена была выбрана схема с промежуточным хранилищем.
В качестве промежуточного хранилища данных используется XML-документ.
Данный подход имеет множество плюсов, в частности XML-формат позволяет хранить объекты большой вложенности, при этом затраты на сохранение структуры объекта малы по сравнению с другими решениями (например, для хранения документа в Excel, пришлось бы резервировать несколько полей под описания структуры вложенности, что для больших объектов обернулось бы большими затратами памяти и сложностью обработки) [6-8].
К плюсам такого подхода также следует отнести возможность использования механизм XDTO, используемого компанией «1С» для объектного моделирования данных, описываемых с помощью схемы XML. Механизм XDTO поддерживает сериализацию данных,
позволяющую переводить в/из XML все типы данных, поддерживаемые платформой «1С». XDTO-сериализация предназначена для сохранения данных объекта в файл XML и создания объекта на основе данных, хранящихся в файле XML.
Разработанный модуль обмена
технологической информацией позволяет учитывать возможные различия структуры и содержимого, а также методов хранения НСИ (нормативно-справочной информацией) и ЭТИ (электронной технологии изделия) в 1С:РБМ и САПР ТП, и обеспечивает выгрузку и загрузку выбранных технологических данных с использованием ХМЬ-документа.
Структура модуля включает ряд блоков, реализующих определённый функционал.
Структурная схема модуля представлена на рис. 1.
Управляющий модуль
Первоначальная сонфигурация стартового модуля
Сохранение данных
Обходы деревьев (элементов ЭТИ и иерархических справочников)
Сохранение НСИ в фай
Загрузка НСИ из фай
Сохранение ЭТИ в файл
Загрузка ЭТИ из файла
Рис. 1. Структурная схема программного модуля
Ядро содержит функции сохранения и загрузки данных в метаданные 1С:РБМ.
Модуль НСИ позволяет производить обмен справочными данными и просмотр краткой информации об НСИ.
Модуль ЭТИ предоставляет функционал загрузки, выгрузки элементов электронной технологии с учётом контроля целостности.
ЭТИ организованы 1С:РБМ в объекты, содержащие информацию о технологии изделия, составных частях, документации и др. Процедура выгрузка ЭТИ в файл приведена на рис. 2.
НСИ содержится в ряде справочников 1С:РБМ (список этих справочников был составлен в ходе проектирования, его можно увидеть в настройках модуля НСИ). Для обмена информацией об НСИ необходимо выгружать всю информацию, содержащуюся в этих справочниках. Процедура выгрузки НСИ в файл приведена на рис. 3.
Модуль НСИ
Визуализация информации об ЭТИ
Предоставление доступа к внешним модулям
Рис. 2. Алгоритм выгрузки ЭТИ в файл
^^^^ Останов
Рис. 3 Алгоритм выгрузки НСИ в файл
Заключение
Разработанный программный модуль позволяет производить доработку технологических описаний, сформированных в системе 1C:PDM средствами сторонних САПР ТП с последующей загрузкой доработанных данных в систему. Использованный формат хранения данных позволяет значительно упростить процедуру разработки конвертеров средствами сторонних САПР ТП.
Работа выполнена по договору № 1450/300-13 от 24 февраля между ОАО «Турбонасос» и ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках проекта «Создание высокотехнологичного производства
магистральных нефтяных насосов нового поколения с использованием методов многокритериальной оптимизации и уникальной экспериментальной базы» (Постановление Правительства Российской Федерации №218 от 9.04.2010)
Литература
1. Анализ факторов выбора системы управления данными [Текст] / А.М. Нужный, Н.И. Гребенникова, А.В. Барабанов, А.В. Поваляев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013. - Т. 9. - № 6.2. - С. 25-31.
2. Создание электронного архива средствами PDM-систем [Текст] / А.М. Нужный, Н.И. Гребенникова, А.В. Барабанов, А.В. Гаганов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013. - Т. 9, № 6.1. - С. 23-27.
3. Продукт: САПР_ТП_Вертикаль [Электронный ресурс] : Режим доступа : World Wide Web. URL http://www.tadviser.ru/index.php/
4. Autodesk: снижение доходов на 4% на фоне ускоренного сдвига в сторону подписок [Электронный ресурс] : Режим доступа : World Wide Web. URL http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num= 13839
5. Разработка универсального модуля обмена технологическими данными для l&PDM [Текст] / В.Ф. Барабанов, А.М. Нужный, Н.И. Гребенникова, С.А. Коваленко // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. ll, № 2. - С. 5456.
6. Барабанов В.Ф. Интерактивные средства моделирования сложных технологических процессов [Текст] / В.Ф. Барабанов, С.Л. Подвальный. -Воронеж, 2000.
7. Подвальный, С.Л. Сопряженные системы и градиент при оптимизации динамических систем [Текст] / С.Л. Подвальный // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2012. - Т. 8. -№ 12.1. - С. 57-62.
8. Barabanov A.V. Structural modeling of continuous multi-center polymerization processes / A.V. Barabanov, S.L. Podval'nyi // Automation and Remote Control. - 2012. - Т. 73. - № 7. - С. 1265-1268.
Воронежский государственный технический университет
ORGANIZING THE EXCHANGE TECHNOLOGICAL DATA IN THE 1C: PDM A.M. Nuzhnyy, A.V. Barabanov, N.I. Grebennikova, V.V. Safronov
Approaches on the technological design means 1C: PDM are considered in article Key words: technological design, 1C: PDM, CAM, information interaction
