RU   ENG
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Вступ

Збільшення продуктивності праці розробників нових виробів, скорочення термінів проектування, підвищення якості розробки проектів – найважливіші проблеми, вирішення яких визначає рівень прискорення науково-технічного прогресу суспільства. Розвиток систем автоматизованого проектування (САПР) спирається на міцну науково-технічну базу. Це – сучасні засоби обчислювальної техніки, нові способи подання та обробки інформації, створення нових чисельних методів розв'язання інженерних задач і оптимізації. Системи автоматизованого проектування дають можливість на основі новітніх досягнень фундаментальних наук відпрацьовувати і удосконалювати методологію проектування, стимулювати розвиток математичної теорії проектування складних систем і об'єктів. В даний час створені і застосовуються в основному засоби і методи, забезпечують автоматизацію рутинних процедур і операцій, таких, як підготовка текстової документації, перетворення технічних креслень, побудова графічних зображень і т.п.

1. Актуальність теми

Одна з найважливіших завдань сучасних систем автоматизованого проектування (САПР) – позбавити інженера від рутинної роботи, надати йому можливість займатися творчими процесами. Зараз використовують велику номенклатуру САПР від невеликих графічних програм до потужних спеціалізованих пакетів.

В умовах ринкової економіки і активної конкуренції особливої гостроти для підприємств набуває проблема регулярного оновлення продукції, випуску нових модифікацій уже розроблених виробів з тим, щоб задовольнити запити максимального числа споживачів. Область застосування систем автоматизованого проектування сьогодні охоплює найрізноманітніші види діяльності людини – від розміщення меблів в квартирі до проектування і виготовлення інтегральних мікросхем і сучасної космічної техніки. Кожна категорія задач технічного креслення пред'являє до цих продуктів свої вимоги, однак найбільше поширення вони одержали в машинобудуванні та архітектури [1].

2. Мета і завдання дослідження, заплановані результати

Для розробки підсистеми автоматизованого проектування трубопроводів була обрана система проектування AVEVA Diagrams.

Основні завдання дослідження:

Об'єкт дослідження: процес розробки модуля автоматизації проектування трубопроводів.

Предмет дослідження: аналіз методів створення методик проектування трубопроводів.

3. Обзор исследований и разработок

Проектування – це процес створення опису, необхідного для побудови в заданих умовах ще неіснуючого об'єкта [2].

Виділяють 3 основних способи реалізації проектування:

  1. Якщо весь процес проектування здійснюється людиною, то проектування називають неавтоматизованим.
  2. Проектування, при якому відбувається взаємодія людини і машини називається автоматизованим. Автоматизоване проектування, як правило здійснюється в режимі діалогу людини з комп'ютером на основі застосування спеціальних мов спілкування.
  3. Проектування, при якому всі перетворення описів об'єкта і алгоритму його функціонування здійснюється без участі людини називається автоматичним.

Сукупність проектних документів відповідно до встановленого переліку, в якому представлений результат проектування, називається проектом.

Одним з найважливіших етапів проектування є розробка технологічної частини, в тому числі технологічних схем. схеми несуть в собі основні характеристики технологічних об'єктів і систем автоматизації, на основі яких приймаються ті чи інші інженерні рішення на наступних стадіях проектування. При цьому вкрай важливо відстежувати всі внесені зміни, перевіряти актуальність і цілісність проектних даних, мати можливість своєчасно прийняти рішення в разі виявлення невідповідностей. Рутинні операції повинні бути максимально автоматизовані, так як це багато в чому скоротить терміни виконання робіт, а також забезпечить швидкий доступ до потрібних даних.

Всього цього можна досягти при використанні систем автоматизованого проектування. Найбільш ефективним буде застосування програмних рішень, що дозволяють працювати на різних стадіях проекту в єдиній інженерній базі даних. Саме таким рішенням є програма AVEVA PDMS, доповнена тепер новим модулем – AVEVA Diagrams [3].

4. Аналіз існуючих САПР

4.1 САПР ГРАЦІЯ

Грація – система проектування одягу, в комплекс якої входить програма для конструювання одягу, яка забезпечує максимально швидку змінюваність моделей і високу якість виробів, а також успішно використовується при виробництві всіх видів жіночого, чоловічого та дитячого одягу, трикотажних і хутрових виробів, головних уборів, рюкзаків, наметів, шкіргалантереї [4].

Швейний САПР ГРАЦІЯ здійснює комплексну автоматизацію всіх етапів конструкторської та технологічної підготовки виробництва швейних виробів.

Одна з переваг ГРАЦIЇ в тому, що кожну розроблену модель можна використовувати в подальшому з подальшими видозмінами або він може послужити основою для розробки на його базі серії нових моделей. Наприклад, за рахунок зміни збільшень по лініях грудей, талії і стегон отримують вироби різних силуетних форм.

В грації конструювання (створення нової моделі) починається зі складання алгоритму розробки конструкції виробу. В системі передбачений блочно-модульний принцип структури алгоритму. Алгоритм являє собою набір дій, записаний в певній послідовності з подальшим виконанням в системі. При його складанні користувач може вибирати дію, яке представлено одним оператором із запропонованого списку або ввести його з клавіатури. Мова спеціалізованого програмування створення моделі логічний, відповідає людському сприйняттю описуваних дій. В арсеналі даного САПР є оператор якщо ..., то ..., інакше ... , наявність якого забезпечує можливість записати у вигляді алгоритму знання і передати їх системі. Замість звичайної бази даних конструктор створює базу знань і таким чином, систем перетворюється в інтелектуального помічника конструктора. Наприклад, система може змінити конфігурацію оката рукава в залежності від норми посадки матеріалу на сантиметр довжини пройми; автоматично проектувати кількість виточок по лінії талії в залежності від сумарного їх розчину.

У міру розробки алгоритму відбувається побудова конструкції виробу. По етапу завершення алгоритму всі процедури виявляються виконаними, а результат відображається на екрані (рис. 1) у вигляді лекал деталей корисних властивостей з подальшою можливістю виведення на друк і вирізкою автоматичної розкрійної установкою. При побудові конструкції на типові фігури система бере значення розмірних ознак з бази даних.

Готова модель в САПР ГРАЦИЯ

Рисунок 1 – Готова модель в САПР ГРАЦІЯ

Принципова відмінність полягає в тому, що в ГРАЦIЇ всі процеси підготовки і планування пов'язані між собою, що забезпечує автоматичне виконання розрахунків по заданих користувачем алгоритмам і формулами. Система видає калькуляцію прямих виробничих витрат на одиницю виробу.

4.2 САПР CATIA

CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) – це комплексна система автоматизованого проектування (CAD), технологічної підготовки виробництва (CAM) та інженерного аналізу (САЕ), яка дозволяє ефективно вирішувати всі завдання технічної підготовки виробництва – від зовнішнього (концептуального) проектування до випуску креслень, специфікацій, монтажних схем і керуючих програм для верстатів з ЧПУ [5].

Портфель продуктів CATIA в даний час включає більше 300 функціональних модулів, які можуть бути класифіковані і згруповані за такими параметрами:

Для програмування в CATIA і створення власних додатків її базі використовують CAA, RADE, Automation модулі.

CAA (Component Application Architecture, CAA2, CAA V5) – це повнофункціональний багаторівневий API для створення програмного забезпечення всіх типів під CATIA V5. CATIA-додатки можна розділити на наступні категорії:

RADE (Rapid Application Develpment Environment) – це середовище дозволяє правильно будувати CATIA-додатки написані з використанням CAA. RADE вдає із себе набір програм і скриптів запускаються з під командного рядка, а так-же має «фронт-енд» у вигляді «адд-ина» до MS Visual Studio. Після правильної установки RADE в студійному меню з'являються специфічні CAA пункти. Для роботи RADE необхідна ліцензія ALR (або аналогічна).

CAA без RADE представляє скоріше теоретичний інтерес, бо можливість його практичного використання в цьому випадку досить сумнівна.

CATIA V5 Automation – набір Automation (OLE, COM, ActiveX, VB\VBA) об'єктів представляють собою високорівнева API для CATIA V5. Основні відмінності від CAA (рис. 2):

Моделі Creo можна здавати на зберігання в розташування серверів Windchill і експортувати в власні формати CATIA V5 збірок CATProduct і компонентів деталей CATPart і CGR. При експорті створюються перетворені моделі зображень (TIM) в робочій області. CATProduct є форматом файлу збірки, в якому містяться посилання на файли компонентів CATPart і файли підзборок CATProduct. CATPart є форматом файлу деталі, в якому міститься точна і фасетна геометрія. CGR є форматом тільки для фасета, що представляє деталі і складання.

Модуль Automation API CATIA

Рисунок 2 – Модуль Automation API CATIA.

Оскільки в CATIA реалізований класичний об'єктно-орієнтований підхід, то вхідними параметрами (аргументами) для обчислень можуть служити будь-які геометричні або негеометріческіх характеристики об'єкта, з якими інженер вважатиме за потрібне працювати: обсяг, маса, площа поверхні, момент інерції, марка матеріалу і інші. Також даною САПР властива деревоподібна структура, яка значно спрощує роботу і дозволяє швидко простежувати геометрію проектованої моделі, відображає послідовність технологічних операцій, переходів і використовуваний при цьому ріжучий інструмент. З цієї деревовидної структури можна з легкістю редагувати (змінювати геометрію інструменту) і відтворити необхідний процес.

Таким чином, в арсеналі інженера з'явився інструмент, який надає можливість зберігати і використовувати його професійні знання.

4.3 САПР Autodesk AutoCAD

AutoCAD являє собою гнучку платформу розробки спеціалізованих додатків, призначених для автоматизованого проектування. Відкрита архітектура дозволяє адаптувати AutoCAD під конкретні завдання користувачів. Зразками такої адаптації можуть служити САПР на базі Au toCAD для різних галузей проектування, а також тисячі надбудов, розроблених учасниками мережі Autodesk Developer Network [6].

Середовище програмування ObjectARX використовується для адаптації і розширення функціональних можливостей AutoCAD і продуктів на його основі. вона забезпечує безпосередній доступ до структур бази даних AutoCAD, графічній системі і визначень вбудованих команд. За допомогою об'єктно-орієнтованих інтерфейсів програмування на мові C++ розробники можуть створювати додатки для AutoCAD та інших продуктів, що входять в це сімейство – наприклад AutoCAD Architecture, AutoCAD Mechanical і AutoCAD Civil 3D (рис. 3).

Засоби програмування Autodesk AutoCAD

Рисунок 3 – Засоби програмування Autodesk AutoCAD

Система розробки додатків на мові Visual LISP дозволяє адаптувати середовище виконання AutoCAD, додаючи в продукт нові функціональні можливості.

До складу ObjectARX SDK входить також керований API, який часто називають AutoCAD .NET API. Для адаптації та розширення функціональних можливостей AutoCAD і продуктів на його основі може застосовуватися будь-яку мову програмування, що підтримує .NET. Забезпечується безпосередній доступ до структур бази даних AutoCAD, визначень вбудованих команд і іншим внутрішнім програмним елементам. Мова Microsoft Visual Basic.NET (VB.NET) простий в освоєнні і використанні, і в той же час відкриває перед розробниками додатків весь спектр можливостей ObjectARX. Про те, як навчитися працювати з інтерфейсом AutoCAD .NET, розповідається в онлайн-ру Ководство AutoCAD .NET Developer's Guide. ObjectARX SDK в свою чергу перевірений роками, проте програмування на мові C++ має на увазі наявність впевнених знань у розробника як самої мови програмування, так і алгоритмізації при роботі з 2D і 3D просторами.

Інтерфейс ActiveX дозволяє звертатися до AutoCAD і в автоматичному режимі виконувати в ньому необхідні дії за допомогою механізму COM-автоматизації. Такі звернення можливі, наприклад, з автономних додатків, написаних на Microsoft Visual C++ або Microsoft .NET Framework, а також з підтримують VBA додатків – таких як Microsoft Office. Крім того, інтерфейс ActiveX можуть використовувати надбудови для AutoCAD, створені за допомогою Visual LISP, ObjectARX і AutoCAD .NET API.

4.4 САПР AVEVA Plant

AVEVA Plant – це набір інтегрованих між собою додатків для розробки схемної частини проекту (технологія, КВП, електрика) і створення 3D моделі об'єкта & ndash; загальної компоновки і детальної - по металоконструкціях [7]. У інтегрованої лінійці технологій AVEVA для проектування є три основні категорії рішень:

  1. Cхемние рішення – створюються схеми, діаграми, опитувальні листи, експлікації технологічного обладнання і трубопроводів та інші документи.
  2. 3D проектування – створюються 3D моделі по всім проектним дисциплін, виключаються проектні помилки і випускається проектна/робоча документація.
  3. Контроль і управління даними і змінами технології.
  4. Окремі продукти.

Основні характеристики:

Aveva PDMS володіє широкими можливостями для настройки і включає в себе мову програмування PML і систему .NET API, яка дозволяє налагодити роботу системи відповідно до вимог конкретного користувача і максімавльно автоматизувати процеси PDMS інтегрується з усіма додатками лінійки AVEVA Plant і формує таким чином унікальну систему з широкими можливостями для настройки для проектування промислових об'єктів в тривимірному середовищі.

4.5 САПР AVEVA Diagrams

AVEVA Diagrams надає ефективні можливості не тільки для швидкого створення схем, але і для формування цих схем в базі даних моделі. Це робить їх легко доступними для використання і зберігання в структурованому вигляді в якості основних довідкових матеріалів для всіх розробників, які беруть участь в проекті [8].

Основні характеристики (рис. 4):

Основні характеристики AVEVA Diagrams

Рисунок 4 – Основні характеристики AVEVA Diagrams.
(анімація: 7 кадрів, 5 циклів повторення, 34 кілобайт)

5. AVEVA Diagrams – vizio

Microsoft Office Visio – це професійне рішення для створення технічних і ділових діаграм, призначених для систематизації і наочного уявлення різних даних, процесів і систем. Діаграми Microsoft Office Visio Professional дозволяють без праці здійснювати візуалізацію і обмін різною інформацією з високою точністю, надійністю та ефективністю, недосяжними при використанні текстових і числових даних. Microsoft Office Visio Professional містить всі можливості стандартного випуску, а також розширений набір шаблонів і функцій, включаючи візуалізацію даних і підключення до даних [9].

Діаграми P & ID, PFD і HVAC є ключовими документами, які визначають функціональний дизайн будь-якої конструкції, судновий або морський структури. Вони є ключову частину проектної діяльності і як і раніше посилаються і розроблених на етапах експлуатації та технічного обслуговування.

AVEVA Diagrams забезпечує швидке, ефективне та ефективне рішення для створення схематичні діаграми. Ще одна перевага полягає в тому, що, у міру побудови діаграми, дані автоматично створюються в базі даних схемних моделей.

Таким чином, отримана інформація може ефективно управлятися і легко доступ до будь-якого інженеру, який вимагає інформації і має відповідний права доступу. При розробці діаграми правила і автоматичні дії можуть допомогти користувачам створювати повністю узгоджені діаграми, тим самим уникаючи дорогих помилок нижче по потоку. При використанні в складі інтегрованого програмного забезпечення AVEVA, AVEVA Діаграми додають дані P & ID в повну інформаційну модель проекту, піддаючи його повного спектру проектування, проектування, спільної роботи AVEVA і технологій управління життєвим циклом [10].

Висновки

Виходячи з особливостей AVEVA Diagrams і принципів її роботи, напрошується висновок, що в ній відсутня можливість запису даних (Створених схем) в каталог з її подальшим використанням і видозміною, як наприклад, в САПР одягу ГРАЦІЯ. Тому, AVEVA Diagrams це особливе додаток, в якому з метою автоматизації процесу проектування, можна створити каталог типу ГРАЦИИ або CATIA.

Це завдання вирішується шляхом створення підсистеми, яка буде реалізована у вигляді проектування деякого типу трубопроводів в AVEVA Diagrams.

Дане рішення дозволить автоматизувати і поліпшити рівень розрахунково-графічного методу з використанням формул і розмірних ознак. Головна особливість запропонованої технології полягає в тому, що за допомогою операторів у вигляді послідовності дій конструктор записує процес побудови. Обчислення і графічні побудови виконуються за допомогою записаних дій в розробленій підсистемі AVEVA Diagrams.

Список джерел

  1. Застосування систем автоматізірованногоного проектування [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://pandia.ru/text/80/611/39607.php
  2. Загальні відомості про проектування. Види забезпечення САПР [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://old.sapr–library.ru/biblio/ibm/contents/obsved.htm
  3. Олександра Мірошниченко. AVEVA Diagrams – розробляємо технологічні схеми, схеми ОВиК і однолінійні схеми електрики [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://sapr.ru/article/21575
  4. Система автоматизованого проектування одягу ГРАЦІЯ [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://starer.ru/program-for-cutting-and-sewing-free-technical-drawing-software/
  5. Система автоматизованого проектування CATIA [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://bourabai.ru/cm/catia.htm/graphics/graphics/dm/cad.htm
  6. Система автоматизованого проектування Autodesk AutoCAD [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.autodesk.ru/autodesk-developer-network/software-platform-russian/develop-autocad
  7. Огляд системи автоматизованого проектування AVEVA Plant [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.aveva.com/~/media/Aveva/Russian–RU/Brochures/AVEVAPlant.pdf
  8. Огляд системи автоматизованого проектування AVEVA Diagrams [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.aveva.com/~/media/Aveva/Russian–RU/Brochures/Diagrams.ashx
  9. Easy creation of P&ID, PFD and similar diagrams tha fully integrate with the model database [Электронный ресурс]. – Режим доступу: http://www.vizio.cz/download/AVEVA_DiagramsInfo.pdf
  10. Опис продукту Microsoft Office Visio [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://itpro.ua/product/microsoft–visio–professional–2016