Куликов Д.Д. САПР ТП. Конспект лекций

Подождите немного. Документ загружается.

модернизируя при этом весь комплект предоставленного программного

обеспечения..

~~~ Другой полнофункциональной PDM-системой является система Work

Rout II (фирма ВЕСТЬ АО). Эта система интегрирована с системой управления

документов DOCSOpen (фирма PC DOC), рассмотренной выше. В составе

системы имеется графический редактор карт деловых процессов, позволяющий

в режиме диалога создать маршрут делового процесса и сразу же получить

работающее приложение. Карта проверяется на корректность создания и

возможный текстовый ппп работы на ней. Поддерживается механизм

прохождения работ по карте. Открытый программный интерфейс APT и OLE

Automation обеспечивают доступ к работам из готовых проложений. По своим

функциональным возможностям Work Rout II одна из наиболее перспективных

систем на российском рынке программных продуктов.

~~~ Аналогичной по своим возможностям является система "SmarTeam"

фирмы Smar Solution~ Ltd.Это базовая система для работы над проектной

документацией. В ее состав входит несколько модулей, обеспечивающих

полнофункциональную работу этой~ PDM-системы. Например, модуль

SmartView ~ позволяет выполнять просмотр и внесение пометок (redlining) в

среде SmarTeam векторных, растровых и текстовых файлов более 200

форматов. SmarFlow - модуль маршрутизации данных и документов. Модуль

обладает~ графическим редактором карт деловых процессов и позволяет в

режиме диалога создавать маршрут делового процесса. SmarWeb - модуль,

обеспечивающий удаленный доступ к SmarTeam на основе Internet или Intranet.

SmarVault - модуль, обеспечивающий защиту, авторизацию доступа и

управление всеми документами, хранимыми в дереве проекта.

~~~~ ~~~~~~ Выводы:

~~~~~~~~~~~ САПР ТП нового поколения должны работать под управление PDM-систем, обладающих

технологией WorkFlow. ■то дает возможность получить существенный экономический эффект,

который заключается в следующем:

 Во-первых , возможнлсть одновременного доступа к документу и параллельная маршрутизация

дают возможность реально сократить сроки ТхПП.

 Во-вторых , сокращается время контроля документооборота и повышается достоверность

контроля. PDM-система позволяет осуществить жесткий контроль прохождения документов.

Всегда можно определить, в какой стадии обработки находится документ, кто его

обрабатывает и есть ли задержки с прохождением документа.

 В-третьих , жесткий контроль выполняемых работ повышает дисциплинарную ответственность

исполнителей и, следовательно, является важным резервом повышения производительности

труда работников предприятия.

 В-четвертых , возможность быстрого определения отклонений от заданного графика

прохождения работ позволяет вовремя предпринять корректирующие воздействия и уложиться

в заданные сроки подготовки производства и изготовления изделия.

 В-пятых , возможность моделирования процесса документооборота в технологической

подготовке производства позволяет определять критический путь в подготовке изделий и

путем последовательного совершенствования делового процесса добиться минимизации

сроков подготовки изделия.

Перспективы развития проблемы

автоматизации проектирования

технологических процессов

6. Перспективы развития САПР ТП.

~~~ Автоматизированное проектирование ТП на базе современных

информационных технологий требует существенного изменения принципов

построения САПР ТП и ведет к созданию САПР ТП нового поколения.

Перспективы развития таких САПР ТП целесообразно рассмотреть по

следующим направлениям:

 Системное.

 Методическое.

 Функциональное.

 Информационное.

 Программно-математическое.

 Организационное.

Системное направление

~~~ В системном плане САПР ТП рассматривается как подсистема ТПП,

поэтому необходимо разрабатывать эффективные способы взаимодействия с

этими системами. Для этого целесообразно использовать теорию

иерархических систем и выбрать методы координации между подсистемами

для достижения как локального минимума ( применительно к отдельным

система), так и глобального применительно ко всей системе ТПП.

~~~ Системный подход осложнен большими колебаниями уровня

автоматизации решения технологических задач, так как еще многие задачи

решаются вручную, и в то же время существуют задачи, решение которых

полностью автоматизировано. Системный подход позволяет снизить затраты на

создание и эксплуатацию САПР ТП за счет согласованного взаимодействия

между компонентами систем и системной увязки между всеми видами их

обеспечения.

Методическое направление.

~~~ В САПР ТП должна быть реализована смешанная методика

проектирования, позволяющая использовать как метод синтеза

технологических процессов, так и проектирование на основе унифицированной

технологии. Кроме того, САПР ТП должна допускать создание ТП на разных

уровнях автоматизации проектирования.

~~~ Необходимо отметить, что часть технологических задач относится к

творческим задачам, слабо поддающимся формализации, поэтому алгоритмы

решения таких задач являются приближенными и субъективными. Определение

закономерностей, существующих в технологии как науке, нахождение методов

решения технологических задач, уточнение имеющихся математических

моделей представляют собой главные проблемы автоматизации

проектирования ТП. Последовательное решение этих проблем позволит

расширить область применения САПР ТП, что особенно важно для сложных

деталей и технологий.

Функциональное направление

~~~ В функциональном плане средой проектирования САПР ТП должна

быть PDM - система, использование которой позволяет организовать

эффективное управление и контроль процесса проектирования ТП.

Информационное направление.

~~~ В информационном плане для доступа к электронному архиву САПР ТП

должна использовать PDM - систему, ориентированную на архитектуру "клиент

- сервер", при этом доступ к данным должен основываться на использовании

"единого информационного пространства" и модели проблемной среды. Единое

информационное пространство рассматривается как основа для интеграции

САПР ТП с другими подсистемами АСТПП.

~~~ САПР ТП должна быть ориентирована на модельный подход, при

котором САПР ТП оперирует с параметрическими моделями технологических

процессов.

~~~ Для стыковки САПР ТП и САПР К необходимо разработать принципы

преобразования графических файлов с 3-х мерными моделями деталей и

заготовок в параметрические модели и наоборот.

Программно-математическое направление.

~~~ В программно-математическом плане современная САПР ТП должна

иметь мощный пакет прикладных программ, позволяющих использовать третий

уровень автоматизации проектирования ТП для широкого круга деталей и

технологий.

~~~ Для принятия решений на основе алгоритмов, хранимых в базе знаний,

необходимо иметь соответствующие инструментальные средства. Примером

таких средств является табличный процессор.

~~~ Кроме того, САПР ТП должна иметь инструментальные средства не

только принятия решений на основе баз данных и знаний, но иметь и

эффективные инструментальные средства для сопровождения и адаптации

модели проблемной среды.

~~~ Для стыковки САПР ТП и САПР К необходимо иметь пакет программ

для преобразования 3-х мерных моделей деталей и заготовок в

параметрические модели и наоборот. ". На основе такого пакета возможна

интеграция между конструкторским и технологическим САПР и САПР

управляющих программ (CAD/CAPP/CAM-система).

Организационное направление

~~~ В организационном плане САПР ТП должна быть ориентирована на

коллективную работу над технологическим процессом. Одновременный доступ

к параметрической модели ТП предоставляется с помощью PDM - системы.

Параллельно с проектированием ТП разрабатываются трехмерные модели

операционных эскизов и выполняется конструирование средств

технологического оснащения. При необходимости, на базе виртуальных

рабочих мест проводятся консультации по сложным вопросам со

специалистами высокой квалификации. Для организации виртуальных рабочиз

мест PDM - система должна иметь выход в Internet.

~~~ Web - технология дает возможность во-первых, организовать доступ к

удаленным базам данных, а во вторых, пересылка документов по Internet

позволяет организовать совместную работу над технологическим процессом на

основе удаленных ( виртуальных ) рабочих мест. Использование виртуальных

рабочих мест очень важно для малых фирм, которые могут привлекать

высококвалифицированных специалистов для разового решения сложных

конструкторско-технологических задач.

~~~ Для контроля процесса проектирования технологии САПР ТП должна

быть ориентирована на PDM - систему, имеющей средства для

автоматизированного ведения документооборота, т. е. имеющей технологию "

workflow ".

Вывод:

Создаваемые в ближайшие годы системы автоматизированного

проектирования должны быть достаточно функционально развиты и

обеспечивать снижение стоимости и трудоемкости разработки ТП; повышать

качество проектируемых процессов, а также согласованно функционировать как

подсистема с другими подсистемами АСТПП; иметь инструментальные

средства для адаптации к изменяющимся условиям производства, а так же иметь

инструментальные средства для организации эффективного управления и

контроля процесса проектирования ТП.

Приложение . Язык записи алгоритмов,

применяемый при формализации ТП

Приложение 1

Разработка алгоритмов в САПР

В данном приложении очень кратко рассматриваются методы разработки

программных систем, как влияющие на методы разработки алгоритмов. Далее

основное внимание уделено способам описания алгоритмов на псевдокоде, так

как на псевдокоде записано большинство алгоритмов, изложенных в учебнике.

Методы проектирования систем

Выделим следующие основные методы проектирования программных

систем:

 Проектирование "сверху - вниз ".

 Проектирование " снизу - вверх".

 Смешанное проектирование.

 Проектирование на основе расширяющегося ядра.

Метод "сверху - вниз " предполагает разработку общей идеи с

последующей ее детализацией. Метод " снизу - вверх" предполагает синтез

системы на основе готовых модулей низшего уровня путем последовательного

их соединения в модули более высокого уровня.

Смешанный метод предусматривает совместное использование указанных

методов, т. е. разработка идет сверху вниз, однако на низшем уровне

используются готовые модули. Смешанный метод проектирования характерен

для современной технологии создания программных систем. В этих

технологиях используют развитые программные среды, имеющие языки

высокого уровня и возможности объектно-ориентированного

программирования. Накоплены большие библиотеки классов объектов для

быстрого программирования пользовательского интерфейса, для работы с

базами данных, для работы на основе Web - технологии. В каждой среде

имеется набор конструкторов для визуального программирования различных

экранных форм и меню, позволяющих на основе алгоритмов верхнего уровня

быстро создавать программные системы высокого качества.

Проектирование на основе расширяющегося ядра заключается в том, что

сначала смешанным методом создают ядро системы, которое хотя и имеет

ограниченные функциональные возможности, но его возможно

эксплуатировать. Далее система последовательно развивается путем

добавления новых модулей, реализующих недостающие функции. По мере

своего развития система становится полнофункциональной действующей

системой.

Способы описания алгоритмов.

После разработки технического задания на систему начинается разработка

технического проекта. Одним из основных этапов технического проекта

является разработка алгоритмов поставленных задач. В первую очередь

разрабатываются алгоритмы высокого уровня. Для этого система сначала

рассматривается как "черный ящик", т. е. как система, содержание которой

неизвестно, и определяется состав входных и выходных параметров. Далее

выполняется декомпозиция системы, т. е. система разделяется на части

( подсистемы, модули, блоки и т. д.) и определяется способ их управления.

Управление модулями может выполняться на основе жесткой логики, на

основе управления данными и на основе управления событиями. Возможна

комбинация способов управления модулями. Таким образом, устанавливаются

функциональные связи между модулями. К каждой части системы применяют

тот же подход: определяют входные и выходные параметры, а затем выполняют

ее декомпозицию. Процесс декомпозиции ведут до уровня, когда уже можно

применять готовые процедуры из соответствующих библиотек.

При разработке алгоритмов очень важно определить способы их описания,

позволяющие обеспечить необходимую наглядность, простоту и возможность

быстрой модификации алгоритма.

В настоящее время используют следующие формы записи алгоритмов:

 Графические схемы.

 Алгоритмические языки.

 Табличные алгоритмы.

Графические схемы позволяют записывать алгоритм с помощью

стандартизованных графических символов (ГОСТ 19.002-80 и ГОСТ 19.003-80).

Достоинства графических схем:

- простота;

- наглядность;

Недостатки:

- сложность сопровождения (сложно корректировать, пополнять, развивать);

- неудобство хранения (алгоритм на бумажном носителе неудобно

корректировать, а на магнитном носителе - неудобно просматривать большие

графические файлы).

Алгоритмические языки: позволяют записывать алгоритмы в текстовом

виде, обычно называемом псевдокодом. Примером такого языка является

алгоритмический язык, предложенный акад. А. Ершовым [17]

, [18]

Достоинства псевдокодов:

- компактность;

- возможность строгой записи алгоритма;

- удобство раннего программирования по алгоритму (использование

имитаторов);

- возможность записи с любой степенью детализации;

- легко корректировать и дополнять алгоритм на основе текстовых редакторов

(легко сопровождать).

К недостаткам псевдокодоа относится необходимость знания

алгоритмического языка, который может быть достаточно сложным.

Табличные алгоритмы (ТА) представляют собой таблицы, фиксирующие

определенные способы принятия решений. Иначе говоря, ТА - это

декларативное представление алгоритма, позволяющее непроцедурным

образом выразить алгоритм и записать его в базу знаний. Принятие решений

выполняется с помощью универсального модуля, который выбирает таблицу из

базы знаний, обрабатывает ее и принимает решение, соответствующее входным

данным.

Достоинства табличных алгоритмов:

- простота;

- возможность использования без программирования;

- легко сопровождать (изменения выполняются путем корректировки базы

знаний).

Основным недостатком табличных алгоритмов является ограниченная

сфера действия, так как не все алгоритмические действия можно выразить с

помощью табличного алгоритма. Более подробно табличные алгоритмы

рассмотрены в разделе "Табличный процессор".

Алгоритмический язык

Алгоритмический язык в данной работе является основным средством для

выражения алгоритмов, поэтому необходимо кратко рассмотреть этот язык.

Будем использовать алгоритмический язык Ершова (Е-язык),

модифицированный автором применительно особенностям САПР.

Предполагается, что читатель знаком с основами программирования, поэтому

не будем уточнять такие понятия как - "алгоритм", "символы", "слово",

"выражение", "описание", "оператор", "блок" и т. д. Отметим лишь некоторые

синтаксические особенности записи алгоритмов. Будем различать

терминальные и нетерминальные символы.

Терминальные символы - это символы, с помощью которых записывают

операторы, служебные слова, переменные и массивы. Таким образом, с

помощью терминальных символов образуют выражения, которые можно

программировать.

Нетерминальные символы - это символы, которые при дальнейшем

уточнении будут заменены на терминальные или останутся в программе как

комментарии. Эти символы заключают в угловые скобки "<" и ">".

Квадратные скобки "[" и "]" означают необязательность заключенного в

них выражения. Символ "|" используется как логическая связка "или". Символ

";" означает продолжение с новой строки слишком длинного выражения.

Текстовые константы заключаются в апострофы. Выражение, идущее после

служебное слово КОМ, рассматривается как комментарий. Операторы и

служебные слова можно сокращать до четырех символов.

АЛГ <обозначение алгоритма>

КОМ <название алгоритма>

АРГ

<список входных параметров (аргументы)>

РЕЗ

<список выходных параметров>

ЛОК

< список локальных параметров >

НАЧ <тело алгоритмов>

КОН

Списки аргументов, выходных параметров и локальных переменных

образуют спецификацию алгоритма.

Обозначение алгоритма это текст из латинских букв и цифр, например:

АЛГ prim1

или

АЛГ optim

vod

или

АЛГ opt-12

или

АЛГ prim1

Список входных, выходных и локальных параметров (аргументы)

выражается в следующем виде:

ЦЕЛ <имя целой переменной или массива> - <название переменной>

ВЕЩ <имя вещественной переменной> - <название переменной>

ЛОГ <имя логической переменной> - <название переменной>

ТЕКС <имя текстовой переменной> - <название переменной>

Пример:

ЦЕЛ n - количество ступеней

ЦЕЛ kx - количество входных переменных

ВЕЩ vx(12,10) - входной массив

ТЕКС im(20) - массив с номером чертежа детали из 20 символов

ВЕЩ mx(kx) - входной массив переменной размерности из kx элементов.

Если необходимо обратится к другому блоку или модулю, то это

выполняется с помощью конструкции:

ВЫП <имя алгоритма> [(список параметров)]

Рассмотрим следующие группы операторов управления: ветвление и

циклы.

Ветвление: конструкция ЕСЛИ : ТО