SDI Solution: новое поколение технологических САПР

С.Г.: Ключевое конкурентное преимущество - предложение инновационных решений в области семантической интеграции данных. Переход от объектной модели к семантической дает нашим заказчикам новые возможности в принятии экспертных решений. Потенциальными партнерами являются все известные западные вендоры и поставщики PLM решений (Siemens PLM, PTС, Dassault Systemes). В данный момент с каждым из них ведутся переговоры о партнерстве и интеграции разрабатываемых решений в поставляемые программные комплексы.

С руководством Компании АСКОН у нас остаются дружеские отношения, и, конечно, нами сделано предложение о сотрудничестве.

Для обеспечения преемственности наработок выполненных в системах прошлого поколения САПР ТП «КОМПАС-Автопроект» и САПР ТП «ВЕРТИКАЛЬ» запланирована интеграция новой системы с CAD и PDM на общих принципах обмена данными. С кем из партнеров будет реализована тесная интеграция с высокой степенью автоматизации – это зависит от многих факторов, в том числе и от стратегии присутствия партнера на рынке PLM решений.

А.А.: В нашей новой технологической системе “SDI-Технология” значительно упростится модель технологического процесса, а, следовательно, станет проще ее администрирование и настройка на конкретные производственные условия. Значительная часть логики, содержащейся в этой модели, будет перенесена в базу данных описаний технологических объектов, так как это изображено на рисунке.

Технологические знания, описывающие правила поведения и взаимодействия объектов, в этом случае становятся доступными и другим приложениям. Система управления НСИ машиностроительного предприятия, реализующая такую интеграцию данных и знаний, – это совокупность методик ведения и поддержки общих справочников, а также набор технических решений, формирующих единое информационное пространство предприятия. Только объединив разрозненные данные и знания в универсальную модель, можно создать единую интеллектуальную информационную платформу для всех приложений, работающих на предприятии.

“SDI-Технология” сохранит и приумножит лучшие качества “Вертикали”, позволяющие ей легко интегрироваться со сторонними PDM-системами. Взаимодействие с любой CAD на уровне OLE-объектов работало всегда, но для построения эффективного решения нужна специализированная интеграция. Выбор базовой CAD-системы еще не сделан.

Алексей Коптев: Следует отметить, что при автоматизации одного рабочего места технолога, поставка САПР ТП автоматически влечет необходимость установки CAD (для оформления технологических эскизов) и PDM (для архивации и коллективной работы с технологиями).

С.Г.: Потенциальные заказчики – это промышленные предприятия с дискретным типом производства. На первом этапе становления доля рынка будет незначительной, но через три-четыре года мы рассчитываем занимать минимум треть рынка специализированных систем в сегменте ТПП.

С.Г.: Конкуренцию «SDI Solution» могут составить отечественные разработчики и поставщики решений в области САПР ТП и MDM их совсем немного. Зарубежные вендоры не планируют в своих решениях учитывать специфику отечественных предприятий в организации производств и являются для нас скорее партнерами.

А.А.: Формально с нами конкурируют все САПР ТП имеющиеся на машиностроительном рынке, а особенно те, которые разработаны программистами самих предприятий. С такими системами конкурировать очень сложно. Возможно, функциональность нашей новой САПР ТП, предоставляющая возможность конструировать и разрабатывать собственные АРМ, привлечет внимание талантливых программистов и разработчиков в области технологической подготовки производства.

По инсталляционной базе данных у нас конкурентов нет. На предприятиях работает порядка 4500 лицензий “Автопроект” и “Вертикаль”. Мы обязательно обеспечим преемственность решений: “Автопроект” – “Вертикаль” – “SDI-Технология”. Наработки наших пользователей сохранятся, вне зависимости от того, где и с кем будет работать наша команда.

А.А.: DELMIA, Tecnomatix – это системы, которые в большей степени занимаются моделированием производственного процесса. САПР ТП – это прежде всего синтез технологических решений, подразумевающий разработку механизмов принятия решений и способов представления знаний.

Синтез в САПР ТП обычно понимается как:

• разбиение детали на отдельные элементарные поверхности (ЭП);
• поиск для каждой из ЭП соответствующих технологических планов обработки;
• выбор среди альтернативных планов оптимального по критериям производительности, себестоимости, точности или трудоемкости;
• объединение разрозненных планов обработки ЭП в единый технологический процесс (ТП), с определением последовательности операций в ТП, а переходов - в операциях;
• подбор инструментальной оснастки, моделей оборудования и т.д.

Все это так называемые «трудноформализуемые» задачи, которые без пространственного видения детали в САПР ТП не решаются. Нельзя в автоматическом режиме подобрать план обработки ЭП или режущий инструмент, не понимая при этом, какие поверхности детали лежат рядом и должны обрабатываться с одного установа.

Область, в которой мы можем независимо развиваться в сторону повышения уровня автоматизации работ - это системы управления нормативно-справочной информацией, которые в объеме разработки САПР занимают до 40% трудоемкости.

Немного истории. Советская школа САПР ТП была самой сильной. Всех интересовал синтез технологий на основе разбиения детали на конструкторско-технологические элементы (КТЭ). Конечной целью была ”красная кнопка” и возможность оценки технологичности конструкции еще на этапе ее проектирования. То, что идея жива, подтверждает реализация КТЭ в тяжелых CAD системах. Часто можно слышать – на западе технологий не пишут, поэтому там нет САПР ТП, значит и нам они скоро будут не нужны. В одном из номеров журнала CAD/CAM/CAE Observer была напечатана статья, посвященная автоматизированному проектированию технологий за рубежом “МРМ -системы на современном предприятии“. Вот отрывок из этой статьи:

“Проведенный не так давно в регионе Среднего запада США опрос предприятий с числом работающих от 250 до 2 500 показал, что на подавляющем большинстве из них проработка этого вопроса делается вручную - на бланках, размноженных с помощью копировальной машины. Для организации хранения и работы с этой ценной технологической информацией применяются папки. Одна из компаний совсем недавно наняла библиотекаря для того, чтобы управлять своей бумажной информацией, размножать её и распределять среди инженеров... Те из компаний, которые полагаются на компьютеры, применяют таблицы Microsoft Excel, — храня файлы на локальных компьютерах и ощущая отсутствие интеграции с другими системами. Таблицы эти большей частью весьма сложные; работа с ними занимает сотни часов рабочего времени инженеров-технологов и требует серьезных знаний для их правильного использования.

Наконец, было обнаружено несколько компаний, использующих сети и системы на базе компьютеров DEC VAX, большинство из которых последний раз обновлялось лет пятнадцать-двадцать назад. Можно сказать, что в общем случае подготовка технологической документации для перехода от проекта к планированию производства осуществляется при помощи бумажных форм или несвязанных электронных таблиц. Информация в систему планирования производства (MRPIERPIMES) после этого вводится вручную низкооплачиваемыми операторами. Ручной процесс ведет как к задержкам в подготовке производства, так и к несогласованности информации - особенно в том, что касается исправлений. Следствием этих задержек и погрешностей является то, что системы планирования не могут точно планировать и управлять производством. В результате такие системы, требующие серьезных инвестиций, не окупаются“.

А.К.: На мой личный взгляд, рано или поздно произойдет слияние функциональности MPM-, CAM- и CAPP-систем, а также систем разработки интерактивных 3D руководств. Развитие виртуализации позволит моделировать практически любые процессы. Данные системы привнесут в CAD еще одну составляющую – время. Конструктор в статичном относительно времени CAD будет разрабатывать изделие, а MPM проектировать ТП (для универсального, и для оборудования с ЧПУ) и интерактивные руководства, моделировать процесс изготовления в виртуальном цехе, нормировать данный процесс. Кстати, если коснуться трудового нормирования процессов, то в данном направлении у виртуализации очень большое будущее.

Хочется сказать, что у нашего коллектива есть интерес и компетенция в таких темах, как 3D интерактивные руководства, расчеты режимов различных видов обработки, расчет технологических размерных цепей совместно с припусками. Надеюсь, что данные темы мы доведем до реализации в тиражном продукте.

А.А.: Системы автоматизированного проектирования (САПР), работающие на машиностроительных предприятиях, являются основными потребителями справочной информации. Данные о материально-технических объектах – оборудовании, материалах, инструментах, нужны им в максимальной степени подробности. Интерес для этих систем представляют не только технические параметры объектов, но и правила их взаимодействия, необходимые для автоматизации принятия решений в процессе проектирования изделий и технологий их изготовления. Перенос знаний о поведении объектов из алгоритмов прикладных приложений (CAD, CAM, CAPP) в семантические модели предметных областей позволит этим системам реализовать семантический поиск, при котором в качестве критериев отбора объектов можно задавать не только их атрибуты, но и взаимосвязи с другими объектами. Например, при поиске сверла в классификаторе режущих инструментов можно указать не только его длину и диаметр, но и материал обрабатываемой детали, схему обработки и металлорежущий станок. Система подберет все сверла соответствующего размера, совместимые с заданными объектами.

По нашему мнению, в ближайшие 5 лет акцент с разработки ПО сместится в сторону прикладных семантических моделей данных. Стандартизация и унификация терминов, объектов, классов, применяемых в этих моделях, станет ключевым фактором при разработке любого ПО. Смена объектной парадигмы на семантическую и унификация данных - это мейнстрим, который позволит повысить уровень автоматизации принятия решений и стандартизовать протоколы обмена информацией между приложениями в области конструкторско-технологической подготовки производства.

А.К.: Семантическое представление данных позволит строить четко формализованные онтологические модели данных, которые можно применять не только для фильтрации данных, но и, например, для синтеза плана обработки под конкретный технологический элемент (ТЭ) или возможно целиком на деталь. Есть надежды, что развитое онтологическое представление данных позволит системе принимать решение не по экспертным настройкам, а синтезировать новые решения, основанные на заложенных в онтологическую модель инженерных знаниях.

А.А.: По поводу КТЭ. Конструкторско-технологические элементы нужны для борьбы со сложностью. Проектируя технологический процесс, технолог мысленно разбивает деталь на элементарные поверхности, назначает им планы обработки, которые затем объединяет в общую технологию. Разбивая деталь на КТЭ, технолог формирует предварительный план обработки детали. Автоматизировать эту процесс можно только для простейших деталей. Актуальность КТЭ в зарубежных системах подтверждается в статье в CAD/CAM/CAE Observer #4 (9)2002 ”Интеллектуальные” возможности современных САМ-систем”. Цитата: “Одной из общих концепций, на которой базируется ”интеллектуальная механическая обработка”, является связь конструктивных элементов (features) детали с шагами обработки. КЭ – это отдельные фрагменты геометрии детали (отверстия, карманы, пазы, бобышки и т.д.), которые можно изготовить при помощи определенного набора подпрограмм обработки. Информация о том, как именно изготавливаются КЭ, может быть сохранена в базе данных. Она должна включать последовательность шагов, которые необходимо сделать для обработки КЭ, а также соответствующие параметры обработки для каждого шага (например, значения скоростей и подач в зависимости от материала заготовки и типа режущего инструмента)”.

А.К.: Конструктор и технолог видят разбиение детали на конструктивные элементы по-разному. Конструктор может строить 3D модель детали без использования КЭ – методом прямого моделирования, который отлично подходит для технической реализации виртуализации технологических процессов.

С.Г.: Команда специалистов «SDI Solution» обладает многолетним опытом разработки программных комплексов автоматизации технологической подготовки производства, коммерческой реализации «ноу-хау» в области построения объектных и семантических моделей данных, промышленном внедрении и техническом сопровождении продуктов на десятках отечественных предприятий. Наша репутация надежного партнера по бизнесу служит нам визитной карточкой и для сегодняшних начинаний. Уверенность в успехе предлагаемых на рынке решений подкреплена благожелательным настроем наших партнеров и коллег по цеху, за что им искренняя благодарность.