Полиструктурный подход в нисходящем проектировании аэрокосмической техники Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 002.53; 002.53:004.65; 002.53:004.62/.63

ПОЛИСТРУКТУРНЫЙ ПОДХОД В НИСХОДЯЩЕМ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

В. И. Калинцев1, М. В. Лихачев1, В. И. Усаков2

1АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: max_kzk@catiaforum.ru

Предложена модель данных и процессов системы управления жизненным циклом изделия аэрокосмического предприятия, объединяющая методологию нисходящего проектирования и полистру-кутрное представление данных об изделии.

Ключевые слова: САПР, ЕИП, PDM, нисходящее проектирование, управление жизненным циклом изделия, космический аппарат, конструирование, проектирование.

POLYSTRUCTURAL APROACH FOR TOP-DOWN DESIGN IN AEROSPACE ENGINEERING

V. I. Kalintsev1, M. V. Lihachev1, V. I. Usakov2

1JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: max_kzk@catiaforum.ru

Product lifecycle management system data model for aerospace enterprise which links CAD top-down approach and multi-structural lifecycle data model provides new opportunities for efficient information systems development.

Keywords: CAD, PLM, PDM, lifecycle management, top-down design, spacecraft, design. Development.

Внедрение методов нисходящего проектирования в механических САПР является одним из наиболее эффективных методов ускорения процессов разработки сложных изделий машиностроения. Методы нисходящего проектирования характеризуются разработкой изделия с использованием сквозной параметризации. Разработка изделия начинается с создания набора геометрических элементов, определяющих концепцию изделия, на основании которых на последующих этапах разработки создается 3Б-модель изделия и конструкторская документация. Для организации процессов нисходящей разработки изделия необходимо решить вопросы управления параметрическими связями, групповой работы в контексте электронного макета изделия ЭМИ, и повторного использования данных [1]. Необходимо отметить, что ЭМИ, построенный с использованием метода нисходящего проектирования может управляться с помощью модификации мастер-геометрии.

Практический опыт разработки ЭМИ по нисходящему принципу показывает, что структурирование как элементов мастер-геометрии, так и самого ЭМИ, часто производится разработчиками по функциональному признаку. Анализ процессов разработки изделия показал, что такое структурирование предоставляет две новых возможности для дальнейшего совершенствования процессов разработки: разработка изделия с использованием интеллектуальных параметрических шаблонов (ИПШ) и возможность распространения нисходящего принципа на более ранние этапы жизненного цикла изделия.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1

Разработка космического аппарата с использованием ИПШ подробно рассмотрена в статьях [2; 3]. Общий принцип данного подхода может быть описан, как использование шаблонов данных для построения функциональных элементов изделия. При этом библиотека ИПШ должна быть построена на основе онтологии функциональных элементов КА.

Расширение принципа нисходящего проектирования на этапы формирования облика изделия требует построения нового типа модели данных и процессов системы управления данными об изделии (Product Data Management - PDM).

Такая модель данных может быть построена с использованием полиструктурного подхода, характеризуемого построением отдельной структуры изделия для каждого этапа жизненного цикла. Общий принцип построения полиструктурной модели данных изображен на рисунке.

Логические связи Иерархические связи

Архитектура полиструктурной модели данных

В настоящее время, применительно к разработке космических аппаратов оптимальным видится следующий набор структур изделия:

Структура требований представляет собой древовидную структуру всех требований к изделию, являющуюся аналогом технического задания в форме документов [4].

Структура функций изделия, представляющая собой древовидную структуру функций всех систем и подсистем изделия

Структура логических элементов изделия (актуальна для электронных и программных компонентов изделия, и может быть опущена для механических), представляющая собой поведенческую модель изделия.

Физическая структура изделия - аналог ЭМИ.

Необходимо отметить наличие в модели данных логических связей между элементами структур изделия. Наличие данных связей позволяет решить крайне актуальную для процесса разработки КА задачу управления конфигурацией изделия. Под управлением конфигурацией понимается согласно [5] «деятельность, направленная на применение технического и административного управления процессом жизненного цикла продукции, элементами конфигурации продукции и данными, связанными с конфигурацией продукции. Конфигурация продукции должна быть документально оформлена, что обеспечивает идентификацию и прослеживаемость статуса выполнения физических и функциональных требований к продукции и доступ к точным данным на всех стадиях жизненного цикла».

Полиструктурная модель данных позволяет оперативно отслеживать как влияние изменения требований заказчика на структуру и конструкцию изделия, так и влияние изменения конструкции на соответствие изделия требованиям.

Таким образом, внедрение предложенной модели данных позволит сократить время разработки изделия, повысить его качество и снизить стоимость.

Библиографические ссылки

1. Лихачев М. В. Некоторые вопросы технологии трехмерного нисходящего проектирования сложных изделий машиностроения // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2013 № 2 (150). С. 22-27.

2. Лихачев М. В. Повторное использование данных электронного макета изделия при нисходящем проектировании в PLM-системах // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015 № 3(159). C. 12-18.

3. Лихачев М. В. Методика нисходящего проектирования космического аппарата // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 2. С. 423-429.

4. Лихачев М. В. Методика управления требованиями как часть управления структурой изделия // Решетневские чтения : материалы XVI Междунар. науч. конф. (7-9 ноября 2012, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. С. 76-77

5. ГОСТ Р-ИСО 10007-2007 Менеджмент организации. Руководящие указания по управлению конфигурацией [Электронный ресурс]. URL: http://gostexpert.ru/gost/gost-10007-2007 (дата обращения: 18.12.2015).

© Калинцев В. И., Лихачев М. В., Усаков В. И., 2016