Модель – абстрактное представление какой-либо реальной вещи. Она может иметь различные формы. Например, математическая модель экономики страны может быть представлена в виде системы диф уравнений, тогда как модель внешней формы новой машины может быть вылеплена из глины.
Инженеры конструируют модели на протяжении всего процесса создания продукта для того, чтобы obtain получить ответы на вопросы. Иногда требуются ответы, характеризующие качество; в случае кузова автомобиля глиняная модель используется для assess оценки внешнего вида и привлекательности формы кузова. Другие применения, например структурный анализ кузова машины, могут предполагать точные численные результаты и требовать использование какого-либо другого типа модели.
Благодаря широкому разнообразию различных запросов, возникающих, например, при разработке и производстве нового авиалайнера, невозможно представить inconceivable чтобы одна модель могла служить для всех purposes целей. Особые запросы требуют особых моделей; только реальный предмет – авиалайнер, который еще не построен – содержит ответы на все возможные вопросы.
Эта статья concerned связана с компьютерными моделями, которые содержатся на компьютере и оказывают поддержку процессу создания машиностроительного изделия. Для того, чтобы определить рамки дискуссии о различных типах компьютерных моделей для начала будет представлено короткое summary резюме главных операций, составляющих этот процесс.
Процесс создания изделия может быть разделен на три стадии: проектирование, разработка технологического процесса, производство. Продуктом стадии проектирования является детальные спецификации продукта для производства. Эта информация обрабатывается на стадии разработки технологического процесса, результатом которой является детальные спецификации intended намеченного технологического процесса производства. Они в свою очередь являются исходной информацией для собственно процесса производства.
Эти три стадии отдельно описаны ниже, однако, на практике, некоторые из их действий могут пересекаться. Это в особенности так при использовании современных практик конкурентного инжиниринга, в условиях которого проектирование и разработка производственного процесса производства происходят практически параллельно с некоторым разрывом, в условиях быстрой смены информации.
Много усилий прилагается к использования компьютеров для автоматизации отдельных действий разработки продуктов, и комбинирования таких автоматизированных процессов в интегрированные системы разработки изделий. Интеграция требует равномерных потоков appropriate соответствующей информации между операциями, и прогресс в этой области hampered затруднен использованием различных моделей, каждая из которых имеет собственные информационные запросы, для реализации отдельных операций разработки изделия. Основное внимание этой статьи сконцентрировано на аспекте моделирования в автоматизации, цель - осветить главные проблемы, underlying лежащие в основе achievement создания интегрированных систем проектирования и производства.
Эффективное проектирование является crucial ключевым для успеха любой производящей компании, поскольку основная часть общих затрат за весь жизненный цикл определяется решениями, принятыми на ранних стадиях проектирования. Цель процесса проектирования – attainment достижение короткого времени разработки при высоком качестве продукции и низкой стоимости. Использование компьютера может значительно помочь significantly в достижении этих целей.
Процесс проектирования изделия может быть разбит на 4 фазы:
- планирование продукта
- функциональное проектирование
- конфигурирование
- детализированное проектирование
Процедуры, совершаемые в процессе проектирования, серьезно различаются в соответствии с природой продукта и commitment взглядами компании на пользу вычислительной техники. Для семейств достаточно сходных и сравнительно простых изделий иногда возможно инкапсулирование базовых используемых принципов проектирования в несколько уравнений и правил проектирования. Это может быть использовано для того, чтобы вести процесс детализированного проектирования так: проектировщик вводит только значения нескольких ключевых измерений или других параметров, что позволяет системе проектирования сгенерировать полную спецификацию изделия. Достижение такой ситуации требует значительной preliminary подготовительной работы по разработке новых программных систем или конфигурирования существующих для планируемых специализированных приложений.
С другой стороны, проектирование более сложных изделий, таких как новый пассажирский самолет, может требовать индивидуального проектирования многих тысяч совершенно новых компонентов. В таком случае проектирование может растянуться на несколько лет, даже при широком использовании ВТ. Общий процесс вовлекает широкое использование анализа и имитационного моделирования для достижения оптимального проектного решения в условиях всех ограничений, imposed наложенных противоречивыми требованиями полезной нагрузки, дальности, экономии горючего, безопасности, уровня шума, цены и стоимости обслуживания.
Этот очень широкий спектр возможных подходов к проектированию implies предполагает, что любое разбиение процесса на составляющие задачи будет практически полностью отличаться от практики на любой отдельно взятой фирме. Из этого следует, что «усредненное разбиение» типично для практики компаний, производящих широкий спектр немодульных изделий.
Планирование продукта. Эта первая фаза essentially по существу clarification является распознаванием проектного задания. Она может быть инициирована благодаря желанию улучшить существующий продукт или же определением новой ниши на рынке. Последнее может быть стимулировано в свою очередь появлением новых разработок в технологии. Вопросы, возникающие на этой стадии, имеют очень широкий характер: какова цель нового продукта, на какой сектор рынка он нацелен, и сколько поэтому он должен стоить, каков будет размер рынка и сколько требуется производить. Результатом этой фазы является набор ограничений, накладываемых на работы следующей фазы, в частности, определяется планируемая функциональность изделия и устанавливаются пределы на стоимость разработки и производства.
Функциональное проектирование. Эта фаза связана с достижением желаемой функциональности нового изделия, в пределах ограничений, наложенных на стадии планирования продукта. Может существовать несколько решений проблемы, возможно, с использованием различных физических принципов. Примером проектного выбора на этом уровне является решение будет ли новый самолет использовать турбовентиляторные, турбореактивные, поршневые двигатели или какую-либо новую и экзотическую propulsion силовую установку. Изначально, проектные решения принимаются на высоком уровне, однако каждый выбор приводит к новому набору проектных задач на более низком уровне, которые также должны быть решены в свою очередь. Таким образом процесс успешно улучшается, на каждом уровне проектные возможности либо отвергаются, либо принимаются и приводят к более низкому уровня декомпозиции проблемы. Каждый новый уровень ставит набор функциональных проблем, для которых проектировщики должны найти технические решения. В конце концов, результатом является набор жизнеспособных возможностей достижения желаемой функциональности, удовлетворяющих проектным ограничениям. Фаза функционального проектирования завершается когда возможные решения будут оценены с точки зрения estimated предполагаемой стоимости, предполагаемого исполнения, или какой-либо комбинации этих и других критериев, и оптимальное будет выбрано.
Конфигурационное проектирование. Тогда как предыдущая фаза связана с функциональной декомпозицией планируемого изделия, фаза конфигурирования связана с составлением схемы функциональных элементов проектирования, отображаемых в механических системах и подсистемах создающих требуемую функциональность. Поэтому эта фаза охватывает спецификации и представления сборок. Опять таки это процесс декомпозиции от верхних уровней к нижним, и некоторое взаимодействие между уровнями может быть важным для получения приемлемых результатов. Для конфигурационного дизайна свойственно минимизировать количество деталей в сборке и принимать предварительные решения о материалах деталей и методах их производства. Как и в предыдущей фазе, результатом является набор возможностей, из которых выбирают оптимальное решение. На этой стадии можно сделать более точное предположение о цене и исполнении продукта.
Детализированное проектирование. На этой стадии выбранное конфигурационное решение полностью документируется. Создаются детальные чертежи или модели всех компонентов нового изделия, а также выбираются все стандартные компоненты, которые будут закупаться на стороне. Когда созданы детальные проекты отдельных частей, могут быть созданы детальные модели сборки, а также могут быть проведены различные компьютерные проверки, для определения, будет ли достигнута желаемая функциональность продукта. Если нет, то следует вернуться к проектированию.