Докладът разглежда настоящето състояние на системите за компютърно обезпечено конструиране (CAD) и компютърно интегрирано производство (CIM). Пълен анализ на тези системи е представен като се използва голям брой информационни източници. Предложени са някои нови понятия, подходи и методи основани на теория на системите и изкуствен интелект.
ВЪВЕДЕНИЕ
На първо място във веригата от процеси в компютърно интегрираното производство (CIM) стои компютърно обезпеченото конструиране CAD (Computer Aided Design). Това е една определено млада технология, която започна през втората половина на двадесетия век като помощно средство в инженерните дейности. Серия от независими помежду си проекти (1956-59), които започнаха в MIK (Massachusetts Institute of Technology) под името APR - Projekt (автоматични програмирани инструменти), имаха за цел да способстват като инструмент в геометричното представяне на машинните детайли при производството им посредством машини с цифрово програмно управление (NC-Maschine). През 1962 г. се появиха първите интерактивни системи за компютърна графика ICG (Interaktive Computergraphik – System) за двудименсионни обекти и само една година по-късно R.E.Johnson [JOH-63] разшири възможностите на системата SKETCHPAD за тридименсионни обекти. С помощта на тази система стана възможно перспективното представяне (3D-представяне) на обектите върху равнината.
Първите CAD-системи бяха твърде скъпи и се прилагаха само в предприятията на автомобилостроенето и на самолетостроенето. Понастоящем тези системи се прилагат като основен инструмент във всички области на промишлеността. Те са в основата за повишаване на производителността, гъвкавостта и качеството [AUT-91], [HAA-92a], [HYK-90] и др.
Особености на съвременните CAD/CIM системи А. Информационно осигуряване на проектирането и производството. Информационното осигуряване е стратегически фактор в проектирането и производството. Незадоволителното прогнозиране на желаните от потенциалните клиенти изисквания към основните технически параметри и качествени показатели на промишлените изделия, съотношение качество/цена и пр. са в основата на разпадането на множество фирми и индустриални обединения.
Информационните потоци в ориентираните към потребителите CAD/CIM системи обезпечават осъществяването на всички основни производствени процедури:
развитие и конструиране (планиране, концепция, проектиране, технология);
подготовка на производството (работни планове, NC-програмиране);
производство и монтаж (технология, материали, инструменти, поточни линии, монтажни линии).
Б. Компютърноориентирано геометрично моделиране. Прилагат се:
2D–линейни и 3D–линейни модели, които се основават на следните основни елементи: точки, линии и кръгови форми;
3D–равнинни модели, които освен елементите в 2D и 3D–линейните модели включват и повърхнини;
3D–обемни модели, които освен елементите в горните два модела включват и обемни елементи.
В. Компютърноориентиран производствен модел. Най-често моделът има модулна структура със следните моменти: модул Конструиране, модул Планиране, модул Производство, модул Монтаж, модул Себестойност, модул Качествен контрол, модул Продажба. Тези модули се състоят от подмодули, в които детайлно се включват редица процедури относно технологията, качеството на материалите, данни за използваните инструменти, клас на точност, последователност от манипулации и пр. (параметрични подмодули).
Г. Програмен интерфейс. Данните за моделите и техните модули в рамките на една CAD/CIM система се съхраняват в кодирана форма посредством база от данни. Форматът на тези данни е в зависимост от използваната изчислителна архитектура и приложения софтуер. За ускоряване на обема на данните между множеството бази данни на CAD/CIM системите се прилагат двустранни канали (връзки).
Обща оценка на съвременното състояние на CAD/CIM системите
Прогресът в разглежданата област (компютърно обезпечено проектиране и производство) е внушителен и намира приложение във всички водещи фирми. Същото се отнася и до възможностите за гъвкавост на производствената номенклатура на изделията. Но в наличните литературни източници все пак липсват някои съществени елементи на съвременните концепции за проектиране:
Не се разглеждат въпроси отнасящи се до разработване на варианти в даден проект или конструкция.
Не е ясно доколко разглежданата конструкция съответства на теоретичните възможности за оптималност. Вероятно тези въпроси се решават предварително и извън наличната CAD/CIM система.
Направления за развитие на CAD/CIM системите
По наше мнение е желателно да се разширят интелектуалните възможности на новите поколения CAD/CIM системи.
Възможности за разумно генериране на варианти на проектните решения.
Възможности за многокритериален избор на оптималния вариант.
Възможности за по-точно отчитане на конкретния характер на средата, в която работи обекта на проектирането – условия на определеност условия на стохастична среда (риск), условия на неопределеност (размити условия на средата).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новите поколения CAD/CIM системи трябва по-широко да се основават на методите на теория на системите на методите на многокритериалната оптимизация и на изкуствения интелект.
Haasis, S.: CATWISEL – Wissensbasierte Unterstutzung der Konstruktion und Fertigungsplannung von Stirnradgetrieben. Dima-die Maschine 46 (1992), N 8, S 65-68.
Hasis, S.: Wissensbasierte CAD-NC-Kopplung-Beispiel Getriebvewellen. VDI-Z 135 (1993), N 8, S 102-109.
Held, H.: Jager, K. – W.: Kratz, N.: Scheel, A.: Wissensbasierte Konstruktion von Drehteilen. CAD/CAM – Reprot 9 (1990), N 12, S 65-75.