6 - 2003

ADEM. История достижения цели

Андрей Быков

Ступень первая — автоматизация черчения и оформления КД

Ступень вторая — выход на зарубежный рынок, или первые сомнения

Ступень третья — интегрированный CAD/CAM

Ступень четвертая — объемное моделирование

Ступень пятая — единое 2D/3D-пространство

Ступень шестая — единое конструкторско-технологическое пространство

Обычно понимание главной цели приходит не сразу, а в результате кропотливой работы, которая может занимать годы. Даже если задача сформулирована правильно, то для ее решения необходимы ресурсы и инструменты, которых может и не существовать на данный момент. Когда задача решена, то оказывается, что это — всего лишь шаг на пути к главной цели.

Ступень первая — автоматизация черчения и оформления КД

Творческая работа конструктора сопровождается рутиной по оформлению идей в виде конструкторской документации в соответствии со стандартами и нормами. Поэтому первым естественным желанием является автоматизация, основанная на стандартизации и унификации графических исполнений. Рамки и штампы, типовые надписи и обозначения, стандартные и часто применяемые фрагменты чертежей — все это может быть занесено в базу данных компьютера. Кстати, до компьютеризации черчения некоторые предприятия создавали подобные библиотеки в бумажном виде. Из этих «бумажек» с помощью ножниц и клея конструктор мог быстро оформлять чертеж.

Появление электронных кульманов упростило и расширило возможности по созданию библиотек. Возможность иметь общие и собственные архивы плюс отсутствие ограничений на копирование в совокупности с автоматизацией некоторых рутинных процессов (штрихование, масштабирование, позиционирование и т.п.) — все это мгновенно было оценено конструкторами.

Бурное развитие плоских «чертилок» пришлось на период с 1985 по 90-х годов. В 1987 году была выпущена первая версия системы CherryCAD, главным отличием которой был иконный интерфейс, устранявший необходимость длительной подготовки пользователей. Многие уникальные черты CherryCAD позднее были воплощены и в других программных продуктах. Система оказалась настолько удачной, что стала лидером по продажам в СССР среди всех отечественных и зарубежных CAD-систем.

В начало В начало

Ступень вторая — выход на зарубежный рынок, или первые сомнения

Успехи на отечественном рынке обусловили очевидное стремление выйти за рубеж. CherryCAD стала многоязычной (благодаря иконному интерфейсу сделать это было несложно) и была укомплектована в соответствии с нашими представлениями: добавились стандарты ANSI и ISO и еще ряд необходимых элементов в программном обеспечении. Была проведена большая организационная работа в нескольких странах, и наша делегация отправилась завоевывать западный мир машиностроения.

Главное, что мы осознали во время этого вояжа, — зарубежные предприятия настроены на производство, а не на выпуск документации. Их практически не волнуют вопросы скоростного черчения и оформления. Их главная цель — производить материальные продукты. И CAD-системы применяются в основном для подготовки производства в качестве систем моделирования. Даже «плоский» AutoCAD в первую очередь играет роль моделирующей, а не оформительской системы.

В 90% случаев нам отвечали, что автоматизация выпуска КД имеет очень низкий приоритет для предприятия, тогда как подготовка производства на базе компьютерного моделирования — вопрос первоочередной. Без этого выпуск современной конкурентоспособной продукции немыслим.

Здесь-то мы и вспомнили наших заводчан. Вспомнили и то, какими странными казались их проблемы на фоне всеобщей компьютеризации черчения. У нас появились первые сомнений в правильной трактовке выражения «Автоматизация проектирования».

В течение двух лет работы на западном рынке мы составили перечень из более 500 пожеланий различных предприятий из разных стран. Из них лишь незначительная часть относилась к автоматизации черчения и к оформлению КД.

Можно было, конечно, махнуть рукой на Запад и сосредоточиться на отечественном потребителе. Но при тщательном анализе мы пришли к выводу, который окончательно изменил нашу точку зрения на автоматизацию. Ни в одном из рассмотренных случаев оснащения средствами компьютеризации черчения и выпуска КД не наблюдалось заметного сокращения сроков выпуска изделия.

В начало В начало

Ступень третья — интегрированный CAD/CAM

Теперь в круг наших интересов попали не только КБ, но и производство. Основной целью стало создание продукта для сокращения сроков процесса конструкторско-технологической подготовки. Этот продукт должен был включать конструкторские и технологические средства автоматизации, а главное — обеспечивать сквозной поток информации — от идеи до станка.

Изменение направления разработок никогда не проходит безболезненно. Можно, конечно, пойти другим путем: найти разработчиков, которые специализируются в технологии, и вместе с ними вести совместную рекламную кампанию, делая вид, что представляешь комплексное решение. Но перед нами был эталон, обойти который подобным образом было просто невозможно, — западный рынок.

Примерно в то же время в Ижевске, мощном машиностроительном центре, была создана лучшая система в области плоской механообработки — САП «КАТРАН». Прогрессивными элементами в этой системе были: возможность описания обработки на уровне маршрута, многовариантность способов задания геометрии и параметризация. Для совместного применения CherryCAD и САП «КАТРАН» на ряде предприятий уже был разработан прямой интерфейс между ними. Но это было лишь самое начало интеграции.

Объединение двух компаний в одну позволило сконцентрировать ресурсы на главном направлении развития и менее чем за два года выпустить интегрированную CAD/CAM-систему под названием ADEM. Вначале это был «плоский» вариант, позволявший строить двумерные модели и получать по ним программы для ЧПУ, включая оформление КД. При этом обеспечивалась полная ассоциативность геометрии и технологии. Это был первый шаг, но крайне важный, поскольку он подтвердил правильность выбранного направления разработок, дав нам ключ к производству и открыв путь на западный рынок.

В начало В начало

Ступень четвертая — объемное моделирование

Если в 80-х годах потребность в объемном моделировании в России испытывали, пожалуй, только авиационные и автомобилестроительные предприятия, то в 90-х в нем нуждались уже почти все.

Мы вели разработку модуля объемного моделирования с первых дней разработки системы. Первый ADEM 3D был полностью написан на собственном ядре. Версия начала 90-х годов позволяла строить твердотельные модели и сборки и по моделям получать управляющие программы.

Итак, мы уже радовались тому, что имеем интегрированный объемный CAD/CAM, но как только дело дошло до практического применения, то все красочные объемные сборки и детали сразу подрастеряли свою привлекательность. Если речь шла о моделировании реальных деталей для производства, то нам приходилось очень часто сталкиваться с ограничениями методов моделирования.

Мы упустили в объемном моделировании самое важное — практическую ориентацию. Увлекшись эффектными сборками, пригодными для общего представления структуры изделия, мы не сразу поняли, что главная проблема кроется, как всегда, в деталях. Основной эффект достигается при использовании объемного моделирования в качестве инструмента создания технологичных моделей для последующей механообработки. Эта маленькая поправка — «технологичных» — и определила последующее направление разработок.

Основные исследования были сосредоточены на отечественных и зарубежных производствах оснастки, инструмента, штампов и пресс-форм. Именно они являются главными потребителями объемных моделей, доводящими их до технологичного уровня. Красивыми картинками их не возьмешь — они знают реальную цену моделированию.

Другой важнейшей задачей стало обеспечение «всеядности» системы. Возможность принимать модели из других систем и обеспечивать корректную работу с ними наши зарубежные партнеры признавали максимально приоритетной.

В связи с этим было принято решение взять в качестве основного ядра для 3D-моделирования библиотеки ACIS (фирмы Spatial Technology), оставив собственную часть для дополнительной функциональности.

В начало В начало

Ступень пятая — единое 2D/3D-пространство

При детальном изучении вопроса стало очевидным, что для реального производства одних твердотельных методов недостаточно. Нужно еще предоставить возможности ведения локального редактирования методами поверхностного моделирования. Таким образом, должно быть реализовано гибридное объемное моделирование.

Более того, перед конструкторами сегодня все чаще встают задачи, которые можно решить только с помощью объемного моделирования, а это значит, что в его чертежной части необходимы 3D-средства. В то же время для объемного моделирования нужна плоская подсистема типа «скетчер» c целью создания базовых профилей, которая является упрощенной разновидностью системы плоского моделирования.

В результате у нас сформировались требования к единому 2D/3D-пространству, в котором проектировщики и конструкторы всех уровней должны чувствовать себя одинаково комфортно при решении разнородных задач. Обычное черчение, моделирование, черчение с использованием модели, моделирование с использованием чертежа — все происходит в одном пространстве, с единой логикой и одинаково доступными средствами.

Первым шагом стала шестая версия ADEM. Таким образом, система перешла из категории легких в категорию средних, более того, в ADEM стали просматриваться черты, присущие системам высокого уровня.

Гибридное моделирование в шестой версии было частично ограничено по той причине, что сведение воедино методов твердотельного и поверхностного моделирования все еще требовало дополнительных исследований. Например, параметрическое дерево проекта, столь органичное для твердотельного метода, было довольно непросто приспособить к локальным операциям.

Задача сведения воедино разнородных плоских и объемных методов проектирования была решена в последующей, седьмой версии. В результате появился универсальный и довольно компактный инструмент широкого спектра применения для конструкторов и технологов.

Параллельно с развитием методов геометрического моделирования в системе ADEM продолжалось бурное развитие средств программирования станков с ЧПУ. В этом вопросе главными законодателями моды выступали наши западноевропейские партнеры. Это касалось всех аспектов обработки: фрезерных, электроэрозионных, токарных и др. Особое внимание уделялось объемному фрезерованию и комбинированной токарной обработке.

ADEM A7 — под таким названием система вышла на отечественный и зарубежный рынки. Версия получила довольно высокую оценку наших партнеров. Возможность свободно маневрировать в пространстве методов понравилась всем.

В начало В начало

Ступень шестая — единое конструкторско-технологическое пространство

ADEM — интегрированная CAD/CAM-система, позволяющая проектировать, конструировать и программировать ЧПУ в единой информационной среде, в значительной степени сокращает время подготовки производства там, где возможно автоматизировать процессы в цеху.

А что делать там, где используется универсальное оборудование, или в сборочных цехах? Как подключить их к единому информационному пространству?

Начиная с первых версий система комплектовалась модулем для выпуска технологической документации — ADEM TDM. Работая в единой среде с чертежной конструкторской частью, TDM позволяет быстро и эффективно оформлять карты техпроцессов и другую техдокументацию с включением эскизов и фрагментов чертежей.

Со временем TDM расширил свои возможности и стал выполнять функции системы управления и планирования процессов. В новейших версиях TDM кардинально меняет свое положение в структуре системы. Теперь он становится основой управления всей технологической частью — независимо от видов оборудования и способов производства.

Новый ADEM позволяет не только автоматизировать, но и координировать весь процесс подготовки производства — от проектирования и конструирования до выхода готовых изделий. Поэтому в определение ADEM как интегрированной системы добавилась и третья важнейшая составляющая: CAPP — автоматизированное планирование (проектирование) производственных процессов.

Работа в едином конструкторско-технологическом пространстве требует особых правил взаимодействия между пользователями. И в данной ситуации не обойтись без систем управления проектными данными.

Эту задачу решает модуль ADEM Vault, который можно отнести к классу компактных PDM-систем. Авторизованный доступ к хранилищу, защита документов от несанкционированного доступа, обеспечение коллективной работы с документами, ведение версий документов — вот далеко не полный список возможностей системы управления ADEM.

Теперь «транспортные» потоки, будь то скоростные магистрали к ЧПУ или классические пути движения КД и ТД, могут быть завязаны в общую схему и существовать в едином пространстве.

К задаче сокращения сроков конструкторско-технологической подготовки производства теперь добавился еще один аспект. Возникла необходимость учитывать дефицит квалифицированных кадров. И такая тенденция не является субъективным отличием отечественной экономики, а характерна для большинства стран. О том, как эта задача может быть решена с применением интегрированной системы ADEM, мы предполагаем рассказать в ближайших номерах нашего журнала.

В начало В начало

«САПР и графика» 6'2003