CC BY
82
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 004.047 Д. Г. ВОЛЬСКОВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КООПЕРАЦИИ
Рассматривается кооперация и взаимодействие информационных технологий в проектировании современного летательного аппарата XXI века.
Ключевые слова: этапы жизненного цикла, САЬ8-технологии, САБ/САМ/САБ/РОМ-системы, сборка конструкции.
Определяющая тенденция технического прогресса, начиная со второй половины ХХ века, обусловлена появлением компьютеров. Эта тенденция выражена в информатизации и автоматизации процессов проектирования компонентов воздушных судов, производства изделий и управления предприятиями. Благодаря новым методам, используя вычислительную мощь компьютеров, удалось создать системы беспрецедентной сложности.
Успешное функционирование современных предприятий, выпускающих сложные технические изделия, стало невозможным без широкого использования автоматизированных систем, основанных на применении компьютеров, предназначенных для создания, переработки и использования всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровождающих их процессов. В настоящее время автоматизированные систе-
мы применяются на всех этапах жизненного цикла изделий - от зарождения идеи нового продукта до его утилизации. Основные этапы жизненного цикла изделия и типы применяемых автоматизированных систем представлены на рисунке 1.
Дальнейшее развитие в области техники и промышленной технологии рассматривается в зависимости от решения проблем интеграции автоматизированных систем и создания единого информационного пространства управления, проектирования, производства и эксплуатации как компонентов воздушного судна, так и самолёта в целом. Эта методология получила название CALS, она позволяет осуществлять сопровождение и информационное поддерживание промышленных изделий на всех этапах его жизненного цикла (рис. 2).
Рис. 1. Этапы жизненного цикла промышленной продукции и используемые основные автоматизированные системы
© Вольсков Д. Г., 2015
Рис. 2. Структура жизненного цикла компонентов воздушных судов
Действующие авиационные правила не регламентируют применение СЛЬ8-технологии в качестве обязательного условия разработки, производства и эксплуатации авиационной техники. Однако, чтобы ведущие предприятия авиационной промышленности России могли конкурировать с производителями США и Европейского союза, необходимо активно внедрять СЛЬ8-технологии. Уровень внедрения СЛЬ8-технологий и их использование должны рассматриваться как инструмент в процессе сертификации авиационной техники - это, безусловно, поднимет уровень безопасности полётов. Внедрение СЛЬ8-технологий на авиационном предприятии необходимо начинать с обучения специалистов в рамках сертификации на использование программно-технических средств, их лицензий и организацию информационных технологий в системе предприятия. Вся рабочая документация готовится в электронном виде на сертифицированных программно-технических комплексах. С учётом изложенного и принимая во внимание необходимость скорейшего внедрения в практику сертификации авиационной техники современных информационных технологий, можно снизить материальные и временные затраты. Применение СЛЬ8-технологий в качестве инструмента сертификации создаст воз-
можность проводить сертификацию быстрее и с более высоким качеством.
Постоянно ужесточающиеся требования рынка и усиливающаяся конкуренция в авиастроении требуют от нового продукта всё большей эксплуатационной эффективности при улучшении экологических и технических показателей нового самолёта.
Решить задачу создания нового самолёта, отвечающего современным требованиям XXI века, невозможно без участия в проекте всех производителей авиастроительной отрасли, в том числе и мировых.
Кооперация, или кооперативное взаимодействие, означает координацию единичных сил участников (упорядочивание, комбинирование, суммирование этих сил). Кооперация - необходимый элемент совместной деятельности, порождённый её особой природой. Можно выделить две основные черты совместной деятельности: а) разделение единого процесса деятельности между участниками; б) изменение деятельности каждого, т. к. результат деятельности каждого не приводит к удовлетворению его потребности, что на общепсихологическом языке означает, что «предмет» и «мотив» деятельности не совпадают.
Рис. 3. Схема потока данных СЛО/СЛМ/СЛБ/РОМ-систем между участниками кооперации
Рис. 4. Построение 3Б сборочной модели в сертифицированной СЛБ/СЛМ/СЛБ системе: А - предполагаемая последовательность сборки
Средством соединения непосредственного результата деятельности каждого участника с конечным результатом совместной деятельности являются развившиеся в ходе этой совместной деятельности отношения, которые реализованы прежде всего в кооперации. Важным показателем «тесноты» кооперативного взаимодействия
является включённость в него всех участников процесса.
Анализ процессов внедрения информационных технологий и их перспективы позволяет выделить три этапа на пути создания информационного пространства разработки, производства и эксплуатации авиационной техники (рис. 3).
Рис. 5. Пример окна работы визуализации сборки с помощью макроса
Рис. 6. Пример визуализации работы макроса при разобранной конструкции
Рис. 7. Настройка панели пользователя
Рис. 8. Задание макроса
Рис. 9. Окно добавления пиктограмм
Рис. 10. Настройка пиктограммы пользователя
1. Описание и хранение всей геометрии летательного аппарата и его агрегатов и их компоновок, формирование управляющих программ для станков с ЧПУ для изготовления штампов, пуансонов и других технологических компонентов производства.
2. Проектирование и конструирование с использованием информационных технологий имеющегося уровня, создание адаптивных систем и методов, учитывающих постоянное развитие и совершенствование информатики.
3. Самоорганизующиеся и саморегулирующиеся системы разработки, производства и эксплуатации самолётов и других летательных аппаратов.
Начиная со второй половины ХХ века, определяющая тенденция технического прогресса обусловлена появлением компьютеров, это привело к информатизации и автоматизации процессов проектирования компонентов воздушных судов, производства изделий и управления предприятиями. Благодаря новым методам и использованию вычислительной мощи компьютеров, удалось создать системы беспрецедентной сложности.
Изделие или какую-либо из его деталей обычно можно изготовить по нескольким вариантам технологических процессов, различающихся между собой применяемым оборудованием, приспособлениями и инструментом. Удовлетворяя необходимому требованию обеспечения заданного качества изделия, эти варианты оставляют технологу известную свободу выбора того или иного процесса обработки и сборки, а также применяемого оборудования и технологической оснастки. Задачей технолога является отбор такого варианта процесса, который, позволяя изготовлять изделие, являлся бы в то же время наиболее экономически рациональным в производстве [2].
Один из вариантов технологического процесса может быть непосредственно спроектирован на этапе 3Б-сборки моделей и получения сборочного макета. Здесь алгоритм работы конструктора в CAD/CAM/CAE системе может быть ориентирован на дальнейший анализ конструкции на прочность в сертифицированной системе. Прочностной анализ собранной 3D-конструкции не может быть произведён в системе, если элементы конструкции не взаимоувязаны между собой. Также взаимоувязка элементов конструкции необходима в кинематическом анализе. Всё это позволяет на этапе технологической подготовки производства сократить срок предоставления сборочной технологической документации на 30% (рис. 4).
На этапе проектирования сборочного макета (рис. 4) в сертифицированной системе создан макрос, который позволяет визуализировать процесс сборки. При этом вызов макроса ведёт к появлению соответствующего окна (рис. 5).
В функции макроса заложен алгоритм, который меняет пиктограммы при изменении свойств объекта (рис. 6).
Для работы с макросом можно каждый раз запускать редактор макросов, но для удобства пользователей можно создать свою панель инструментов и свою пиктограмму для работы с созданным макросом. Для этого сначала нужно добавить наш макрос в команды пользователя (рис. 7).
В открывшемся окне нажмите «Задать вручную». Появится окно, в котором необходимо прописать пространство имён, класс и метод нашего макроса. Все эти параметры указаны в коде нашего модуля в Редакторе макросов. Заполните все поля и нажмите ОК (рис. 8).
Наш макрос добавится в список команд пользователя. Для удобства можно добавить название команды, подсказку и пиктограмму внизу окна (рис. 9).
Команда пользователя готова. Кстати, запустить её на выполнение можно и из этого окна, нажав кнопку «Выполнить».
Теперь необходимо создать панель инструментов и добавить на неё кнопку с вашей командой. Для этого в меню «Настройка|Настройка» выберите вкладку «Панели инструментов» и нажмите кнопку «Добавить». В появившемся окне введите имя вашей панели и нажмите ОК (рис. 10).
Панель появится на панели инструментов. Далее необходимо добавить в неё команду пользователя. Для этого в меню «Настрой-ка|Настройка» выберите вкладку «Команды» и в левом списке выберите «Команды пользователя». После нажатия на элемент списка в правом списке появится ваша команда. Чтобы добавить её на панель, нужно просто перетащить её на вашу панель инструментов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вольсков Д. Г. CALS-технологии в основе сертификации компонентов воздушных судов // Вестник УлГТУ. - 2014. - Т. 2. - С. 46-50.
2. Технология самолётостроения : учебник для авиационных вузов / А. Л. Абибов, Н. М. Бирюков, В. В. Бойцов и др; под ред. А. Л. Аби-бова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1982. - 551 с.
Вольсков Дмитрий Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Самолётостроение» ИАТУ. Имеет монографию, научные статьи в журналах ВАК, методические пособия, область научных интересов - самолётостроение и информационные технологии.
Поступила 29.04.2015 г.
