Базовые принципы работы системы

Создание комплекса автоматизированных систем технологического проектирования ТеМП (Технологическое Моделирование Процессов) было начато в 2002 году специалистами авиационной промышленности и высшей школы. В основу системы положены научно-методические разработки и практический задел по автоматизации технологического проектирования, созданные еще в советское время. Методики проектирования адаптированы с учетом развития информационных систем - формирования концепции ИПИ-технологий, перехода авиационной промышленности на цифровое электронное макетирование и бесплазовую подготовку производства.

В системе ТеМП заложены следующие базовые решения:

Информационная поддержка технологического проектирования на различных этапах реализации проекта, начиная с эскизного проекта до технологического сопровождения на этапах производства и эксплуатации. Для этого в системе реализованы механизмы многоуровнего моделирования технологических процессов, позволяющие реализовать вариантное проектирование технологии сборки на трех основных уровнях: выбора принципиальных конструктивно-технологических решений (КТР), укрупненных и рабочих технологических процессов.

▲  Структурная модель технологического процесса сборки, используемая в системе ТеМП

На каждом из этих уровней можно осуществлять декомпозицию процесса сборки на входящие элементы (этапы, операции, переходы и т. д.). Каждый уровень отличается определенной степенью проработанности изделия и детализацией описания технологического процесса, что позволяет выполнять технико-экономический анализ вариантов технологии с различной степенью точности:

• на первом уровне схему сборки можно оценивать экспертно на основе анализа изделий-аналогов;
• на втором уровне для выбранной схемы сборки можно проектировать варианты укрупненных технологических процессов, а также производить их нормирование по укрупненным нормативам;
• на третьем уровне для каждого варианта укрупненного технологического процесса можно проектировать варианты рабочих технологических процессов (включая технологические режимы для переходов). Нормирование рабочего технологического процесса по отраслевым нормативам позволяет рассчитывать трудоемкость сборки с высокой степенью точности.

Таким образом, в ходе детализации технологического процесса осуществляют уточнение первоначальных оценок, корректировку решений верхних уровней за счет оценки, выполняемой на нижних уровнях, отсев неподходящих вариантов и формирование итогового варианта КТР.

Использование конструкторского электронного макета (ЭМ) изделия в качестве исходных данных для проектирования технологических процессов и средств технологического оснащения. Для этого в системе используются программные средства, позволяющие конвертировать конструкторские электронные макеты изделия из наиболее распространенных CAD-систем в среду ТеМП, а также передавать необходимую атрибутику из PDM-системы.

Формирование в среде ТеМП технологических электронных макетов (ТЭМ) изделий и их использование для моделирования и визуализации технологических процессов. Структура ТЭМ формируется в соответствии со схемой технологического членения, отражает состав сборочных технологических комплектов и может включать элементы (детали и сборочные единицы) из различных конструктивных групп. Геометрические модели элементов отражают условия их поставки на сборку (припуски, технологические базы и др.). В состав ТЭМ входят в качестве самостоятельных объектов соединительные швы, автоматически распознаваемые и формируемые системой. Технологически ориентированная среда визуализации позволяет осуществлять просмотр и анализ геометрических свойств ТЭМ, выделять и идентифицировать его элементы, осуществлять перемещение и повороты элементов, выполнять разборку электронного макета (в том числе формируя группы элементов). Визуализатор системы отслеживает и отображает состояние элементов технологического макета после выполнения операций и переходов, в том числе состояние каждой крепежной точки соединительного шва. Система позволяет выполнять анализ возможностей использования оборудования и инструмента в рабочих зонах на основе геометрического моделирования их перемещений при выполнении работ. Также реализована функция антропометрического анализа рабочих зон.

Реализация в системе нескольких методов проектирования. Проектирование "с нуля", когда отсутствует прототип технологического процесса и пользователь формирует его в автоматизированном режиме, выбирая виды работ и проектируя содержание операций и переходов, используя каскадные меню. Проектирование "по аналогу", когда после установления соответствий между новым изделием и изделием-аналогом система реализует автоматическое проектирование всего технологического процесса или его отдельных фрагментов, что позволяет значительно повысить скорость проектирования.

Формирование технологической документации с учетом формы изделий. Данная функция обусловлена особенностью реализации новых проектов авиационной техники, предусматривающих помимо базовой конструкции создание различных модификаций и вариантов исполнения изделий. Поэтому требуется управлять конструкторской и технологической документацией под каждый серийный борт изделия в соответствии с требованиями конкретного заказчика, рассчитывать его стоимость и управлять процессами комплектации в процессе производства и эксплуатации.

Система ТеМП применяется в ряде проектов как составляющая интегрированной корпоративной системы технологического проектирования по двум направлениям:

• в технологических подразделениях конструкторских бюро для отработки технологичности изделий на основе анализа электронных макетов сборочных единиц, проектирования и нормирования директивных технологических процессов, формирования технологической документации;
• на серийном заводе для проектирования и нормирования рабочих технологических процессов, формирования комплектов технологической документации, формирования и ведения информационной среды сборочных работ.

Особое внимание уделяется вопросам интеграции системы ТеМП с информационными системами предприятий - PDM и PLM системами, применяющимися для решения задач управления формой изделия, проведения изменений в конструкторской и технологической документации. Данные, сформированнst в системе ТеМП, могут быть переданы в ERP-систему для решения задач управления производством.

Опытно-промышленная эксплуатация системы показала, что ее применение обеспечивает снижение трудоемкости проектирования технологических процессов в 3-5 раз, значительное сокращение ошибок при технологическом анализе конструкторской документации, повышение достоверности и экономической обоснованности принимаемых конструктивно-технологических решений сборочного производства, повышение качества технологической документации, снижение требований к квалификации технологов — разработчиков техпроцессов.