Рекламодатель: ЗАО «Топ Системы»

ИНН 7726601967 ОГРН 1087746953557

Рекламодатель: АО «Цифровая мануфактура»

ИНН 5010058760 ОГРН 1086658008975

Рекламодатель:
ООО «С3Д Лабс»

ИНН 7715938849 ОГРН 1127747049209

10 - 2023

Система автоматизированного проектирования «Макс» — российское комплексное решение для автоматизации проектирования бортовых кабельных сетей и трубопроводных систем

Георгий Матвеев, 
бизнес-аналитик, АО «Цифровая мануфактура»
Георгий Матвеев,
бизнес-аналитик, АО «Цифровая мануфактура»

Процесс проектирования бортовых кабельных систем требует от конструктора решения следующих задач: определение состава и принципов работы всех функциональных систем конечного изделия, проведение математических расчетов для подтверждения соответствия принятых решений требованиям технического задания, разработка и оформление конструкторской и технологической документации (КД и ТД соответственно) в соответствии со стандартами и т.д.
Для комплексного решения вышеназванных задач применяются системы автоматизированного проектирования, помогающие уменьшить трудоемкость разработки, ускорить процедуру внесения изменений в КД, сократить время выполнения технологической подготовки производства, структурировать и сохранять получаемые в процессе изготовления и проведения испытаний результаты.
В данной статье будет рассмотрена отечественная система автоматизированного проектирования (САПР) «Макс», предназначенная для автоматизации работ по проектированию сложных систем и оборудования, а также выпуска КД и ТД в различных формах представления.

САПР «Макс» имеет клиент­серверную архитектуру, в которой задачи распределены между клиентами и сервером.

Серверная часть обеспечивает хранение проектных данных на базе системы управления базами данных PostgreSQL и позволяет организовать совместные работы конструкторских подразделений над единой цифровой моделью изделия. Все изменения, вносимые пользователями в проект, будут отображаться в режиме реального времени. В рамках единой цифровой модели создана и сопровождается общая база компонентов изделий и материалов, используемая одновременно во всех интегрированных на предприятии САПР.

Единая цифровая модель изделия состоит из логической модели и атрибутивных данных. Логическая модель содержит данные о составе, подключениях и взаимосвязях элементов изделия с объектами проекта и с элементами базы компонентов. С помощью атрибутивных данных задаются значения контролируемых параметров изделия, такие как масса, электрические параметры, стойкость к внешним воздействующим факторам, срок службы, категория качества и прочие данные, указанные в технических условиях (ТУ) элемента.

Интеграция с корпоративной базой нормативно­справочной информации дает возможность автоматического наполнения базы компонентов. На рис. 1 представлена блок­схема интеграции САПР «Макс» в цифровую структуру предприятия для связи САПР различного назначения в части как унификации базы компонентов, так и автоматической передачи проектных данных, получаемых на всех этапах проектирования.

Рис. 1. Блок-схема интеграции САПР «Макс» в цифровую структуру предприятия

Рис. 1. Блок-схема интеграции САПР «Макс» в цифровую структуру предприятия

Единая база компонентов позволяет минимизировать количество ошибок, связанных с отклонениями параметров одних и тех же компонентов, созданных в различных САПР, используемых отдельными конструкторскими подразделениями, а также в случае изменения характеристик изделий по причине корректировки ТУ примененных компонентов, оперативно вносить изменения во всей КД, в которой применяется этот компонент.

Графический интерфейс на стороне клиента организует работу пользователей в рамках единой информационной среды благодаря наличию интеграции с САПР различного назначения (трехмерного моделирования, тепловых и прочностных расчетов, сопровождения жизненного цикла). Кроме того, он обеспечивает разработку электрических схем всех типов и автоматическое формирование комплектов КД и ТД методом сквозного проектирования.

Метод сквозного проектирования заключается в передаче данных и результатов каждого этапа разработки на последующие этапы с набором технических данных. Такая передача данных дает возможность использовать актуальную информацию и исключает необходимость повторной обработки одних и тех же данных различными службами, обеспечивает контроль и оперативное устранение ошибок, а также позволяет корректировать КД, разрабатываемую различными конструкторскими подразделениями.

На этапе проектирования, с целью определения состава и принципа работы всех функциональных систем конечного изделия, в САПР «Макс» разрабатываются электрические схемы на системы, комплексы и приборы.

Для контроля соответствия параметров компонентов требованиям технического задания в САПР «Макс» реализован инструмент Фильтр по условиям. Данный инструмент позволяет выполнить фильтрацию базы компонентов по всему ряду предъявляемых к изделию требований, что существенно упрощает и ускоряет процесс поиска необходимых элементов в базе компонентов (рис. 2).

Рис. 2. Фильтр базы компонентов по ряду условий

Рис. 2. Фильтр базы компонентов по ряду условий

Проблема корректности подбора ответных частей у таких устройств, как соединители, в САПР «Макс» полностью автоматизирована. Контроль осуществляется в части соответствия их типоразмеров, материала покрытия и поляризационных ключей. Пользователю требуется задать информацию о блочном или кабельном соединителе в проекте, а для подбора ответной части воспользоваться вызовом одной команды — Добавить ответную часть. Данный инструмент предоставит пользователю список ответных частей, которые могут быть подключены к выбранному устройству, исключая ошибку и необходимость поиска информации в каталогах, ТУ или руководствах по эксплуатации.

Аналогичным образом решен вопрос корректности подбора наконечников для подключения к контактам различного рода устройств. Контроль осуществляется в части соответствия диаметра контакта и типоразмера наконечника. Данное действие в САПР «Макс» выполняется автоматически при вызове команды Назначить наконечники.

Процесс разработки схем электрических в САПР «Макс» сопровождается рядом проверок и применением разнообразного набора инструментов, целью которых является проверка корректности действия пользователя и автоматизация рутинных задач. В зависимости от типа разрабатываемой схемы пользователю доступен определенный набор инструментов.

В процессе разработки схемы электрической принципиальной (Э3) пользователю необходимо описать логику работы системы, определить полный состав разрабатываемой системы, комплекса или прибора, задать информацию о подключении электрических цепей, а также о типах и характеристиках передаваемых сигналов.

САПР «Макс» автоматизирует процесс разработки схемы Э3 за счет следующих возможностей:

  • автоматическое присвоение номера участка электрической цепи контактам при объединении их общей линией связи и передаче данной информации ответным частям устройств;
  • контроль корректности графической реализации цепей на предмет объединения электрически разобщенных цепей;
  • контроль отсутствия информации о типе и характеристиках передаваемого сигнала;
  • контроль графической реализации цепей с помощью линий связи;
  • контроль наличия цепей, назначенных только одному контакту.

В случае если в процессе проведения проверки система обнаружит ошибку, пользователь получит соответствующее уведомление (рис. 3).

Рис. 3. Инструмент для проверки цепей

Рис. 3. Инструмент для проверки цепей

Создание отчетных форм в САПР «Макс» полностью автоматизировано. В контексте рассматриваемой схемы Э3 создание перечня элементов выполняется автоматически с помощью инструмента Создать перечень элементов. Пользователю достаточно выбрать элементы в дереве проекта и запустить автоматическое формирование таблицы. Данная отчетная форма может быть размещена на поле схемы или создана в виде отдельного документа.

После разработки схемы Э3 пользователь, на основе определенного в проекте состава разрабатываемой системы, может приступить к разработке схемы электрической соединений (Э4). В рамках разработки схемы Э4 пользователю необходимо определить типы проводов, которыми будет реализовано подключение, перечень и состав жгутов, и задать информацию о способе размножения, мест присоединения и ввода проводов.

Для упрощения и контроля процесса разработки схемы Э4 в САПР «Макс» реализован набор инструментов, позволяющих контролировать следующие параметры:

  • корректность адресов подключений проводов на основе данных о цепях;
  • соответствие диапазона сечений подключаемых проводов диаметру контактов устройств;
  • количество допустимых подключений жил к одному контакту в зависимости от типа заделки (пайка, обжим);
  • соответствие типа жилы (многопроволочная или однопроволочная) и способа заделки в контакт (пайка, обжим);
  • падение напряжения на участке цепи.

В случае если в процессе подключения проводов на схеме одна из проверок не пройдет, пользователь получит соответствующее уведомление (рис. 4).

Рис. 4. Работа инструмента по контролю сечения подключаемых жил

Рис. 4. Работа инструмента по контролю сечения подключаемых жил

При необходимости в рамках введения дополнительной пояснительной информации пользователь может автоматически проставить информацию о сечениях, бирках или ответном адресе подключения проводов, которые были определены на схеме электрической соединений.

В процессе разработки схемы электрической общей (Э6) пользователю необходимо отразить все составные части разрабатываемой системы или комплекса, а также соединения их между собой жгутами или кабелями.

В САПР «Макс» есть набор инструментов, которые автоматизируют процесс оформления схемы Э6 и позволяют в автоматическом режиме вывести информацию о количестве контактов соединителей, назначить и разместить УГО ответных частей у соединителей или проставить номера позиций жгутов на линиях связи. Номера позиций жгутов присваиваются автоматически, система анализирует графическую часть схемы, определяя перечень представленных на листе жгутов, и присваивает им номера в зависимости от расположения на листе.

Перечень проводов, жгутов и кабелей, как и все отчетные формы в САПР «Макс», создаются полностью автоматически. Пользователю достаточно запустить работу данного инструмента, и система проанализирует состав жгутов, определенных на схеме Э6, и сформирует таблицу (рис. 5).

Рис. 5. Фрагмент схемы электрической общей с перечнем проводов, 
жгутов и кабелей

Рис. 5. Фрагмент схемы электрической общей с перечнем проводов, жгутов и кабелей

По завершении разработки электрических схем, учитывая сформированные требования и ограничения, данные по составу оборудования, типам материалов, с указанием технических характеристик (адреса подключения, значения электрического сопротивления проводов, масса, диаметр проводов, задействованные контакты, способы заделки проводов, данные для изготовления печатных плат) передаются в САПР трехмерного моделирования для разработки конструкции изделий и выполнения трассировки жгутов.

Для автоматического формирования комплектов КД на жгуты (сборочного чертежа, таблицы соединений, спецификации, ведомости покупных и т.д.) полученные после этапа трассировки данные передаются обратно в САПР «Макс». После вызова инструмента по автоматическому построению сборочного чертежа пользователю останется только определить и добавить все необходимые материалы и прочие изделия, требуемые для изготовления жгута по технологии завода­изготовителя. В САПР «Макс» процесс определения материалов и устройств автоматизирован за счет наличия следующих расчетов и инструментов:

  • расчет диаметра жгута, который позволяет учитывать толщину защитных материалов (рис. 6);
  • расчет массы жгута;
  • расчет количества незадействованных контактов у соединителей для подбора уплотнительных пробок;
  • инструмент для автоматического расчета количества материала, который учитывает длину сегмента жгута (отвода или ствола жгута);
  • инструмент для автоматического расчета количества плетенки с учетом коэффициента увеличения длины, зависящего от типоразмера плетенки и диаметра защищаемого жгута;
  • возможность создать комплект материалов;
  • инструмент по автоматическому размещению номеров позиций из спецификации на полках линий­выносок для сборочного чертежа;
  • инструмент для автоматического построения схемы электрической соединений на жгут;
  • инструмент для автоматического построения схемы присоединений проводов жгута;
  • инструмент для автоматического создания плазовых подложек.

Рис. 6. Инструмент по расчету диаметра жгута

Рис. 6. Инструмент по расчету диаметра жгута

Разработанная документация сохраняется в структурированном виде в системе сопровождения жизненного цикла в соответствии с взаимосвязанностью КД согласно схеме деления изделия на составные части, разработанной также в единой информационной среде. В случае наличия модификаций конечного изделия комплекты КД разделяются в соответствии с их применяемостью, что позволяет безошибочно определить состав каждого изделия или серии и сопровождать их независимо друг от друга.

По завершении согласования и утверждения КД в САПР «Макс» разрабатываются электронные документы, предназначенные для ускорения технологической подготовки на заводе­изготовителе, обеспечивающие оперативную загрузку в станки с ЧПУ, сокращающие время на технологическую проработку рутинных операций, например: таблицы нарезки и маркировки проводов, схемы установки элементов на печатных платах, программы проверки готового изделия на тестирующем комплексе для проведения предъявительских и приемо­сдаточных испытаний. На рис. 7 приведена схема процесса сквозного проектирования с указанием четырех основных этапов: проектирование, производство, испытания, управление изменениями.

Рис. 7. Схема процесса сквозного проектирования

Рис. 7. Схема процесса сквозного проектирования

Замечания, полученные в процессе изготовления и выполнения монтажа на конечном изделии, и результаты проведения испытаний оформляются в электронном виде и сохраняются в единой базе данных с привязкой к каждому исполнению изделия. Полученные данные структурируются в соответствии с их применяемостью (изделие или серия), что позволяет подтверждать точность расчетов (адекватность принятых математических моделей), а также прогнозировать срок службы и возможность его продления при достижении предельного значения. Одновременно с этим единая электронная база данных позволяет оперативно получать информацию о составе (версии) всех изготовленных и изготавливаемых изделиях, что дает возможность сократить трудоемкость корректировки КД в случае доработки изделий, находящихся на различных этапах жизненного цикла.

Стоит отметить, что на этапе задания требований и ограничений, введенных в САПР «Макс», обеспечивается автоматизированный перманентный контроль этих ограничений, который позволяет на всех этапах разработки, начиная с принципиальных схем, исключать использование компонентов и материалов, не соответствующих заданным требованиям, например: стойкость к повышенной температуре и соляному туману или ограничения по массе.

Применение сквозного проектирования в рамках единой информационной среды с использованием программного обеспечения САПР «Макс» позволяет достигнуть улучшений, связанных как с количественными изменениями: сокращение времени разработки, снижение трудоемкости, снижение количества ошибок, снижение стоимости разработки, так и качественными изменениями, связанными с получением, хранением, анализом массивов данных, получаемых на различных этапах жизненного цикла, позволяющих эффективнее использовать опыт разработки и эксплуатации изделий при их ремонте, последующей модернизации, а главное — при разработке новых образцов. А наличие необходимых инженерных расчетов и проверок позволит кратно уменьшить количество допускаемых на этапе разработки КД ошибок.

Регистрация | Войти

Мы в телеграм:

Рекламодатель:
ООО «Нанософт разработка»

ИНН 7751031421 ОГРН 5167746333838

Рекламодатель: ЗАО «Топ Системы»

ИНН 7726601967 ОГРН 1087746953557

Рекламодатель: ООО «НТЦ ГеММа»

ИНН 5040141790 ОГРН 1165040053584