Современные САПР К (или системы CAD; CAE/CAD), обеспечивающие сквозное проектирование сложных изделий имеют модульную структуру. Модули различаются своей ориентацией на те или иные проектные задачи применительно к тем или иным типам устройств и конструкций.
Системы САМ призваны решать отдельные задачи проектирования ТП (построение операций; выбор оборудования, инструмента; оснастки и т.п.), а также обеспечивать подготовку управляющих программ для станков с ЧПУ. Модули системы САМ часто входят в состав развитых (интегрированных) САПР, называемых системами CAD/САМ, или CAE/CAD/CAM.
Проектирование ТП изготовления деталей обеспечивают системы САРР, а сборки — системы СААР. Системы САМ, САРР, СААР относят к САПР ТП. Системы САРР и СААР могут входить в интегрированные САПР, например, системы CAE/CAD/CAM/ САРР.
Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения применяют системы управления проектными данными об изделии — системы PDM. Они либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР,например, CAD/CAM/CAPP/PDM.
Автоматизацию управления на верхних уровнях от корпорации (производственных объединений предприятий) до цеха осуществляют системы ERP или MRP-2. Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнесфункции, связанные с планированием производства: закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т. п. Системы MRP-2 ориентированы, главным образом, на функции, непосредственно связанные с производством. Их чаще всего называют системами промышленной автоматизации.
Для выполнения диспетчерских функций (сбора и обработки данных о состоянии оборудования и ТП) и разработки программного обеспечения для встроенного оборудования в состав рассматриваемых систем вводят систему SCADA.
Для непосредственного программного управления технологическим оборудованием используют системы CNC на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), встроенных в технологическое оборудование.
Системы CRM используются на этапе реализации продукции и выполняют функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводят анализ рыночной ситуации, определяют спрос на планируемые к выпуску изделия. Маркетинговые функции и управление обслуживанием иногда возлагают на систему S&SM.
Функции некоторых автоматизированных систем часто перекрываются. В частности, это относится к системам ERP и MRP-2. Управление маркетингом может быть «поручено» как системе ERP, так и системе CRM или S&SM.
На решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом ориентированы системы MES. Они близки по некоторым выполняемым функциям к системам ERP, PDM, SCM, S&SM и отличаются от них оперативностью принятия решений в реальном времени.
В основу разработки эффективных систем автоматизации ТПП должны быть положены следующие базовые принципы:
• комплексный подход к выполнению основных функций и решению основных задач ТПП;
• открытость системы, информационная интеграция с другими системами автоматизированной поддержки ЖЦИ, соответствие разрабатываемой системы CALS-стандартам;
• системы должны создаваться как совокупность ряда подсистем, работа которых подчинена общей цели. Подсистемы при работе взаимодействуют друг с другом, и, следовательно, каждая из них не должна разрабатываться независимо от других;
• система должна быть развивающейся, а развитие направлено на повышение ее эффективности путем сокращения сроков, повышения качества и экономии средств при разработке новых конкурентоспособных изделий.
Состояние поддержки решений, принимаемых при выполнении отдельных функций и задач ТПП, различно (рис. 5). Наибольшие усилия прилагаются для автоматизации поддержки проектных технологических решений, прежде всего связанных с проектированием ТП и средств технологического оснащения - САПР ТП и САПР К.
Недостаточно высокий общий уровень современной автоматизации ТПП объясняется тем, что технологические решения, подчиняясь общим закономерностям принятия решений, имеют ряд особенностей, а именно:
· преобладанием в предметной области технологии машиностроения описательных форм представления знаний при минимальном числе вскрытых строгих аналитических зависимостей;
· сложной логикой суждения, взаимными влияниями различных факторов и большой размерностью задач, например, для автоматизации выбора режима резания необходимо определить более 1000 переменных различных типов;
Рис. 5. Оценка полноты автоматизации основных функций ТПП
(заштрихована доля трудоемкости работ, выполняемых в автоматизированном
режиме)
· большой ролью знаний, полученных из опыта (эмпирических знаний), и наличием скрытых объективных законов;
· необходимостью взаимодействия при принятии решений со сложными информационными потоками, состоящими из большого числа переменных различных типов, раскрывающих сущность технологии (характеристики оборудования, инструмента, оснастки; Параметры режимов резания; данные о свойствах материалов и т.д.);
· итерационным характером процесса принятия технологических решений: решение обычно формируется путем последовательного приближения к наиболее приемлемому для заданных условий результату.
Большинство задач, выполняемых при ТПП, являются трудно или неформализуемыми. Для их решения пока не могут быть предложены формальные алгоритмы.
Алгоритм — строгая последовательность формальных процедур, выполнение которых гарантированно ведет к получению искомого решения. Все сказанное в полной мере относится к проектированию ТП изготовления изделий, являющемуся важнейшей функцией ТПП.
