WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«ФИЛАТОВ Александр Николаевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО НИСХОДЯЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ В ЕДИНОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

и Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

"Самарский государственный аэрокосмический университет имени

академика С.П. Королева

(национальный исследовательский университет)"

(СГАУ)

На правах рукописи

ФИЛАТОВ Александр Николаевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО

НИСХОДЯЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ

ТЕХНИКИ В ЕДИНОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

ПРЕДПРИЯТИЯ

Специальность 05.07.02 – Проектирование, конструкции и производство летательных аппаратов Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор КОМАРОВ Валерий Андреевич Самара – Оглавление Введение

1 Становление и развитие методов проектирования изделий ракетно-космической техники

1.1 Становление методов проектирования ракетно-космической техники........ 1.2 Роль математического моделирования в проектировании ракетнокосмической техники

1.3 Внедрение CAD/CAM/CAE – систем

1.4 Организация информационной поддержки изделий ракетно - космической техники и управление инженерными данными

1.5 Современные методы проектирования изделий ракетно-космической техники

1.6 Задачи исследования

2 Особенности технологии и информационной поддержки процессов нисходящего проектирования изделий ракетно-космической техники.................. 2.1 Особенности проектирования изделий ракетно-космической техники........ 2.2 Выбор базовых программных продуктов

2.3 Разработка требований к адаптации системы CreoElements/Pro и Windchill PDMLink к задачам проектирования сложных изделий

2.4 Методические основы технологии нисходящего проектирования изделий ракетно-космической техники

2.5 Схема организации нового проекта на основе технологии нисходящего проектирования





2.6 Выводы по второму разделу

3 Математические модели оценки ускорения проектно – конструкторских работ при распараллеливании итерационных процессов разработки

3.1 Организация проектно-конструкторских работ при создании изделий ракетно-космической техники

3.2 Итерационная модель определения коэффициента ускорения проектноконструкторских работ с учтом возможности внесения изменений в документацию

3.3 Оценка влияния стратегии организации работ на ускорение процесса проектирования по нисходящей технологии

3.5 Эффективность распараллеливания без учта и с учтом затрат времени, связанных с координацией параллельно выполняемых работ

3.6 Определение оптимального числа параллельных процессов

3.7 Выводы по третьему разделу

4 Математические модели оценки количества изменений в процессе создания изделий ракетно-космической техники

4.1 Модель количества изменений, вносимых в конструкторскую документацию

4.2 Формирование объединнной матрицы количества изменений по мере выполнения проекта

4.3 Анализ количества изменений в процессе разработки изделий ракетнокосмической техники

4.4 Выводы по четвертому разделу

5 Внедрение нисходящего проектирования в едином информационном пространстве ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

5.1 Создание единого информационного пространства ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБПРОГРЕСС»

5.1.1 Создание коллектива специалистов, нацеленных на создание единого информационного пространства и внедрение технологии нисходящего проектирования

5.1.2 Модернизация информационной инфраструктуры предприятия........... 5.1.3 Оснащение программным обеспечением и обучение сотрудников и специалистов

5.1.4 Нормативная база

5.1.5 Внедрение электронного документооборота и электронной подписи... 5.1.7 Внедрение технологии нисходящего проектирования

5.2 Оценка результатов внедрения технологии нисходящего проектирования в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

5.3 Выводы по пятому разделу

Основные результаты работы

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение 1. Файл - программы.

Приложение 2. Акты внедрения.

Актуальность темы. Современные рыночные механизмы ведения хозяйственной деятельности диктуют жесткие требования предприятиям ракетнокосмической отрасли (РКО):

поддержание высокого технологического уровня разработок;

обеспечение конкурентных преимуществ для эффективной работы на внутреннем и мировом рынке;

обеспечение и поддержание требуемых качественных показателей ракетно-космической техники (РКТ);

сокращение сроков научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР).

Для выполнения этих требований необходимо постоянное совершенствование, как разрабатываемых изделий, так и технологий проектирования и конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) конструктивно сложных наукоемких изделий, к числу которых относятся изделия РКТ.





Анализ существующей ситуации в РКО нашей страны показывает, что традиционные способы проектирования и организации проектно-конструкторских работ, применяемые на большинстве предприятий РКО и основанные на бумажном документообороте и стандартах (государственных, отраслевых, предприятия) второй половины прошлого века, в современных условиях, характеризующихся массовым применением вычислительной техники (ВТ), развитой инфраструктуры, систем автоматизированного проектирования (САПР) и средств управления инженерными данными, становятся неэффективными, зачастую вступают в конфликт с прогрессивными направлениями и технологиями электронного сквозного проектирования. Результатом становится торможение разрабатываемых проектов, длительные циклы КТПП изделий, моральное и физическое старение техники еще на стадии е разработки.

Передовой опыт ведущих аэрокосмических предприятий, занимающих лидирующие позиции на мировом рынке, свидетельствует о том, что проектирование и производство технически сложных изделий в современных условиях становится невозможным без использования CALS-технологий (Continuous Acquisition and Life cycle Support – непрерывная информационная поддержка всех этапов жизненного цикла (ЖЦ) изделий). Концепция информационной поддержки ЖЦ продукции предполагает параллельную работу большого коллектива специалистов в области решения проектных задач, конструирования, расчетов, технологической подготовки производства и т.д. Такие коллективы должны:

быть хорошо оснащены технически (современная вычислительная техника, оргтехника, высокопроизводительная информационная вычислительная сеть, мощные центры обработки данных (ЦОД), системы хранения данных и т.д.);

иметь в распоряжение лицензионные программные комплексы различного назначения и уровня (от офисного пакета до САПР «тяжлого» класса и расчетных комплексов инженерного анализа высокого уровня);

быть обучены работе в условиях применения CAD/CAM/CAE-систем, PDM- и ERP-систем;

иметь возможность согласованного взаимодействия в едином информационном пространстве (ЕИП) предприятия;

иметь свободный доступ к хранимой информации;

быть объединены в коллективы, нацеленные на решение чтко поставленных задач в единой схеме управления проектом.

Указанные требования являются либо техническими задачами, нацеленными на комплексную автоматизацию производственного предприятия, либо организационными и направленными на построение чтко очерченных бизнеспроцессов предприятия. Первая часть задач решается построением развитой информационной инфраструктуры и информационного пространства предприятия.

Вторая составляющая обеспечивается выпуском организационнораспорядительных документов, формированием команды специалистов, разработкой методическо-нормативной базы, обучением коллектива и консалтинговым сопровождением разработок.

Однако само по себе решение этих задач не решает проблему эффективного использования коллективом предприятия возможностей информационного пространства в целом и программных приложений в частности. По сути это лишь инструментарий проектирования.

В этом свете становится очевидной актуальность создания методологической основы процессов КТПП в условиях:

применения системы управления инженерными данными (PDM-системы) для управления проектом и инженерными данными, формируемыми в ходе реализации проекта;

применения высокоинтеллектуального инструментария САПР, «заточенного» на решение конкретных задач;

эффективного использования людских ресурсов предприятия при параллельном инжиниринге;

минимизации ошибок в ходе реализации проекта, возникновение которых неизбежно в силу различного рода факторов.

Разработка методического и технологического инструментария является актуальной научно-технической задачей, решение которой позволит с максимальной эффективностью применять CALS-технологии для создания изделий РКТ, осуществлять управление взаимодействием персонала и сформировать ЕИП предприятия.

Цель работы: сокращение сроков создания изделий РКТ и повышения их качества за счет разработки и внедрения моделей и алгоритмов управления проектами КТПП на основе методологии нисходящего проектирования.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Исследовать особенности применения методов нисходящего проектирования при создании изделий РКТ, определить концептуальные направления их развития, направленные на повышение качества и сокращения сроков разработки с учтом современных достижений в области информационных технологий.

2. Обосновать развитие технологии нисходящего проектирования в направлении распараллеливания работ при создании изделий, применения методов 3D– моделирования и организации проектирования и производства в рамках ЕИП.

3. Разработать алгоритмы ускорения проектно-конструкторских работ по созданию сложных изделий РКТ с использованием технологии параллельного нисходящего проектирования, вырабатывать стратегию ведения работ с определением оптимального научно обоснованного количества параллельно работающих подразделений.

4. Разработать математические модели для оценки эффективности распараллеливания при проектировании сложной наукомкой продукции.

5. Разработать математические модели оценки количества изменений в итерационных процессах создания изделий РКТ, а также общего объма выпускаемой документации.

6. Предложить критерии оценки качества выпуска проектно– конструкторской документации, модели оценки увеличения сроков разработки изделий из-за внесения изменений в документацию.

7. Сформулировать требования к программным продуктам CreoElements/Pro (Pro/Engineer) и Windchill PDMLink и провести их адаптацию с учтом специфики проектирования и производства изделий РКТ в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБПрогресс».

8. Разработать конфигурацию ЕИП ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» на основе решений Windchill PDMLink и САПР CreoElements/Pro (Pro/Engineer), реализующих информационную поддержку процедур нисходящего проектирования изделий РКТ.

9. Провести анализ эффективности использования разработанных предложений при проектировании изделий РКТ в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

Объектом исследования является процесс конструкторскотехнологической подготовки производства изделий РКТ.

Предметом исследования является система организации проектноконструкторских работ в ЕИП научно-производственного предприятия.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы методы системного анализа, математического моделирования, математической статистики, объектно-ориентированного программирования и функционального проектирования.

Научная новизна работы характеризуется следующими результатами:

1. Разработаны базовые принципы модернизации технологии нисходящего проектирования изделий РКТ с учетом современных достижений в области информационных технологий.

2. Предложена модификация закона Амдала для учета затрат времени на организацию распараллеливания проектно-конструкторских работ.

3. Предложены математические модели оценки количества изменений в итерационном процессе создания изделий РКТ.

4. Сформирована и решена задача о рациональном распараллеливании процессов проектирования изделий РКТ.

Практическая ценность. Практически значимыми являются следующие результаты диссертационной работы:

1. Стратегии и методики ведения проектно-конструкторских работ по технологии нисходящего проектирования, основанные на выделении доли последовательно и параллельно выполняемых работ, позволяющие оптимизировать организационную структуру проектной организации и процессы разработки изделий РКТ.

2. Методология организации нисходящего проектирования, основанная на решениях Windchill PDMLink и САПР CreoElements/Pro (Pro/Engineer), для разработки изделий РКТ.

3. Результаты внедрения разработанных моделей и алгоритмов в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) для организации КТПП ракеты-носителя (РН) «Союз-2-1В», блока выведения (БВ) «Волга», космического аппарата (КА) «Сервал», КА «Обзор-Р», а также при разработке электронного макета самолета «Рысачок».

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Методологические основы нисходящего проектирования изделий РКТ с использованием современных информационных технологий и реализацией в среде Windchill PDMLink и САПР CreoElements/Pro (Pro/Engineer).

2. Принципы формирования ЕИП территориально распределенного предприятия РКО для реализации технологии нисходящего проектирования изделий РКТ.

3. Математические модели оценки эффективности проектноконструкторских работ за счет распараллеливания итерационных процессов разработки.

4. Результаты внедрения технологии нисходящего проектирования и анализа путей ускорения проектно-конструкторских работ реальных изделий РКТ.

Реализация и внедрение научно-технических результатов работы в промышленности.

Результаты работы используются в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» при разработке перспективных изделий РКТ (РН «Союз-2-1В», БВ «Волга», КА «Сервал», КА «Обзор-Р»), реализованы в 5-ти стандартах предприятия, 70-ти регламентах и инструкциях, определяющих методологию, порядок и правила применения систем Windchill и CreoElements/Pro с адаптацией для разработки изделий РКТ.

Апробация результатов, полученных в диссертационной работе, осуществлялась на научно-техническом совете ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королва» и в рамках следующих научно-технических конференций: Симпозиум с международным участием «Самолтостроение России. Проблемы и перспективы» (г. Самара, 2012 г.); XV Международная научнопрактическая конференция «ИТ-БИЗНЕС в Металлургии, Машиностроении, ТЭК и Химии» (г. Москва, 2012 г.); XVI Международная научно-практическая конференция «ИТ-БИЗНЕС в Металлургии, Машиностроении, ТЭК и Химии» (г.

Москва, 2013 г.); Научно-техническая конференция «Актуальные проблемы ракетно-космической техники» (II Козловские чтения) (г. Самара, 2013 г.); Международная научно-техническая конференция «Перспективные информационные технологии (ПИТ-2013)» (г. Самара, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ, из них 9 в изданиях из перечня российских рецензируемых научных журналов, рекомендуемых ВАК. [44, 45, 46, 48, 52, 53, 60, 82, 93] Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, содержащего наименования, два приложения.

Работа изложена на 163 страницах, содержит рисунка, 2 таблицы.

1 Становление и развитие методов проектирования изделий 1.1 Становление методов проектирования ракетно-космической Принцип ракетного движения, известный со времен древнего Китая, имеет такую же большую и богатую историю, как и мечты людей об аэродинамическом способе полта, заимствованном из наблюдений за птицами. Однако, в отличие от авиации, которая имела определенное историческое время для развития научнообоснованных методов проектирования, РКТ развивалась в гораздо более жстких условиях.

Природу аэродинамической подъмной силы пытался объяснить Исаак Ньютон. Основы теоретической аэродинамики и первые аэродинамические опыты принадлежат нашему соотечественнику Н.Е. Жуковскому. Начиная с 1892 года, им опубликован ряд статей и капитальных трудов по аэродинамике [36].

Летательный аппарат конструкции А.Ф. Можайского, имеющий все основные элементы современного самолета, был собран и совершил подлет в 1885 году [15]. Полеты Отто Лилиенталя на аппарате, напоминающем современные дельтапланы, заложили основу пилотирования. Официально признаваемый всем миром первый полет самолета принадлежит братьям Райт и датируется 1903 годом [37].

С этого момента начался довольно длительный бурный период развития авиационной науки и практики, движущими силами которого были не в малой степени романтика полта, рекордные достижения и тому подобные стимулы. Господствующим методом проектирования в период от зарождения авиации до начала второй мировой войны можно считать метод «проб и ошибок». Представление об этом методе дает написанное в форме памфлета предисловие к одной из первых серьезных книг по проектированию самолета Карла Вуда [24].

Следующий период развития теории и методов проектирования самолетов принято называть эволюционным [76]. Он базируется на огромном статистическом материале, накопленном в ходе создания ранее построенных самолтов.

Обобщение этих методов нашло отражение в фундаментальных работах по конструкции и проектированию самолтов [29, 89, 9]. В настоящее время в авиастроении ставится задача о совершенствовании методов проектирования на основе высокоточного математического моделирования и многодисциплинарной оптимизации [19, 51].

Развитие ракетной техники происходило в несколько иных условиях. Теоретические основы ракетного движения и идеи первых конструкций ракет с жидкостно-реактивными двигателями можно найти в работах К.Э. Циолковского (СССР) [98, 99] и Г. Оберта (Германия) [78]. К этим работам в целях исторической справедливости следует добавить [6, 97]. Исторический период, в который были заложены основы современной ракетной техники, отличался большим влиянием предвоенных, военных и послевоенных факторов. Именно в этот период и под влиянием его факторов в самые кратчайшие сроки были построены первые эффективные ракеты. Их создание осуществлялось в Германии под руководством Вернера Фон Брауна и в СССР под руководством С.П. Королва [59].

Особенность разработки методов проектирования и самих жидкостных ракет состояла, прежде всего, в том, что с самого начала этих работ во главу угла ставилось боевое применение. Ход второй мировой войны и последовавшие годы гонки вооружений ставили чрезвычайно жсткие требования по секретности, срокам разработки и наджности.

В начальный период (вторая половина 40-х и начало 50-х годов) разработчики РКТ столкнулись с рядом проблем методологического характера, а именно с необходимостью проведения баллистических, аэродинамических, прочностных, тепловых расчтов при полном отсутствии нормативной базы, отраслевых стандартов. Положение усугублялось тем, что создание баллистических ракет было поручено не наркомату авиационной промышленности (их усилия были сосредоточены на развитие реактивной авиации), а наркомату вооружений. Основным заказывающим органом было Главное артиллерийское управление (ГАУ) Красной армии. Впоследствии долгие годы в конструкторских чертежах на ракеты указывались нормативы ГАУ. Кроме того в авиации основные направления исследований лежали в области аэродинамики и прочности, а в ракетной технике - в области баллистики и динамики ракет. Заказчики из ГАУ категорически отказались от применения на первой ступени ракет больших сбрасываемых аэродинамических поверхностей - крыльев. Сразу возникла проблема по созданию системы управления для поддержания устойчивости движения статически неустойчивого тела (когда центр давления внешних сил на ракету находится выше центра е масс).

Кроме того конструировать ракеты приходилось в условиях отсутствия знаний о свойствах атмосферы и влиянии космоса (вакуума, невесомости, низких температур) на материалы. Поэтому начальный этап проектирования можно охарактеризовать также как и в авиации - методом «проб и ошибок». Только в ситуации с ракетами сроки для исправления ошибок и цена самих ошибок были сверхэкстремальными. В этот период эффективно работал метод «мозгового штурма». Острая потребность в разработке методов проектирования особо сложных и ответственных технических систем нашла отражение в появлении в 70-е годы прошлого века серии фундаментальных работ в этой области [26, 95, 28].

По прошествии времени в ракетной технике сформировалось три основных центра по баллистическим расчтам: у военных - НИИ 4 (Тихонравов М.К., Нариманов Г.С., Эльясберг П.Е. [68, 69]), ОКБ -1 (Лавров С.С., Аппазов Р.Ф.[16]), ИПМ АН СССР (Охомницкий Д.Е., Энеев Т.М. [72]). Позже все межпланетные и пилотируемые миссии осуществлялись только после сверки расчтов, проведнных этими организациями.

В области нагрузок и прочности лидерами оказались ОКБ -1 (Гладкий В.Ф.), ЦНИИМАШ с его экспериментальной базой (Кармишин А.В.), МВТУ им. Н.Э.

Баумана (Феодосьев В.И.).

При создании изделий РКТ конструкторы столкнулись также с необходимостью решения ряда принципиально новых проблем, таких как разработка герметичных конструкций и теплозащитных материалов, преодоление «теплового барьера», преодоление эффектов спайки материалов и испарения смазки в подшипниках в условиях вакуума, защита элементов конструкции от солнечной и космической радиации.

Вскоре после запуска первого спутника и первых пилотируемых полтов человека в космос стали появляться в открытой печати статьи и монографии, посвященные аэрокосмической технике. Исключительную роль в подготовке целого поколения конструкторов ракетно-космической техники в нашей стране сыграла монография В.И. Феодосьева и Г.Б. Синярва «Введение в ракетную технику»

[91]. Многие годы в конструкторских бюро в качестве настольной книги по проектированию ракетных конструкций использовалась книга В.Т. Лизина и В.А.

Пяткина, выдержавшая три издания [64].

Из первых зарубежных публикаций в области ракетной техники следует отметить описание системы APOLLO [3], книгу Фертрегта [92] и ряд отечественных работ этого периода [55, 74, 80, 47]. Проектирование ракет с использованием ракетных двигателей с тврдым топливом обладает большой спецификой и вскоре выделилось в отдельное самостоятельное направление [66].

Отдельные частные вопросы проектирования специфических ракетных систем и систем обеспечения старта нашли отражение в отечественных [63, 73, 102] и зарубежных публикациях [11, 10, 5].

По ряду причин вопросы проектирования КА и их отдельных систем освещены в печати в меньшем объме [17, 57, 25]. Вопросам конструирования автоматических КА посвящена монография Д.И. Козлова, Г.П. Аншакова, В.Ф. Агаркова и др. [54], отражающая огромный опыт, накопленный ФГУП ГНП РКЦ «ЦСКБПрогресс».

В качестве одной из важных проблем, решнной в ходе формирования методического аппарата разработки РКТ и которой на протяжении многих десятилетий занимались лучшие учные – механики нашей страны и за рубежом, можно представить вопрос «динамической неустойчивости» для крупномасштабных ракетных конструкций. В авиации в разное время подобные явления изучались и были связаны с возникновением автоколебаний (флаттер, бафтинг, шимми, плоский штопор и др.). Явления, связанные с динамической неустойчивостью, проявились уже при первых испытаниях отечественных ракет Р1 и Р2. По телеметрии были отмечены колебания ракет с частотой ~1 Гц. Этому вначале не придали значения. Но при испытаниях более тяжлых ракет этот эффект усилился и приводил к резонансным явлениям. Было обнаружено, что частоты колебаний ракеты совпадают с частотой первого тона собственных колебаний жидкости в баках.

Пришлось приложить немало усилий по доработке конструкции и системы управления ракет для устранения этого явления. Однако на этом дело не кончилось.

Испытания ещ более крупных жидкостных ракет, как в нашей стране, так и за рубежом по непонятным причинам заканчивались авариями. К решению проблемы были подключены ведущие учные и научные организации, как в нашей стране, так и в США.

В результате моделирования были обнаружены резонансные явления в контуре «упругий в продольном направлении корпус ракеты – маршевые двигатели».

Упругие продольные колебания корпуса ракеты приводили к колебаниям жидкости в топливных магистралях и соответственно к колебаниям давления на входе в турбонасосный агрегат (ТНА) и к колебаниям давления в камерах сгорания, то есть тяги. Возникал резонанс, приводивший к авариям. Это явление проявилось на ракетах Р7, американских ракетах Титан-2, Сатурн–5. В дальнейшем для крупных ракет одной из проблем стала разработка устройств для демпфирования колебаний топлива в магистралях.

Результаты этих исследований нашли отражение в обобщающих отечественных [77, 22, 81, 88, 62] и зарубежных изданиях [14, 7, 12, 4].

Элементы системного подхода к проектированию ракетной техники и его становление можно найти в [71, 18].

Из зарубежных изданий особого внимания заслуживает монография энциклопедического характера «Space mission analysis and design» под редакцией James R. Wertz [13].

Значительный вклад в развитие теории и практики ракетостроения внесли учные СГАУ и ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» [61, 43, 58].

Современные ракетно-космические системы обладают рядом особенностей, которые выделяют их в самостоятельный вид техники, требующий разработки специфических методов проектирования. К этим особенностям можно отнести следующее:

1. Широкий, постоянно растущий спектр функций, которые выполняют ракетно-космические системы. Если вначале эти системы создавались в оборонных целях, то к настоящему времени добавилось решение многочисленных народнохозяйственных задач (зондирование Земли, обеспечение многих видов связей, навигация), а также решение самых разнообразных научных задач.

2. Современная ракетно-космическая система состоит, как правило, из одноразовой системы вывода полезной нагрузки на ту или иную орбиту и КА, который должен функционировать длительное время, исчисляемое в ряде случаев многими годами. Поэтому конструкторское бюро РКТ должно владеть методами эффективного проектирования как коротко живущих конструкций, так и высоко ресурсных аппаратов. Причем в проектировании и изготовлении РН превалируют задачи механики, а в проектировании КА – задачи мехатроники.

3. Производство ракетно-космических систем носит мелкосерийный или единичный характер. Изделия имеют исключительную сложность, как в проектировании, так и в производстве, имеют высокую стоимость и должны отвечать высоким требованиям по наджности.

4. РКТ стала существенной частью экономики наиболее развитых стран.

Конкуренция в этой области очень высокая, и одним из важнейших требований к проектным организациям является сокращение сроков разработки новых продуктов.

Несмотря на появление обширной литературы по методам проектирования ракетной техники, прошедшей за короткое время огромный путь развития, позаимствовавшей многое из авиации и артиллерийской техники, и имеющей свою специфику, вопросам организации и оптимизации проектно-конструкторских работ изделий РКТ пока не уделено должного внимания.

1.2 Роль математического моделирования в проектировании ракетно-космической техники В качестве основных инструментов автоматизации до конца 50–х годов использовались логарифмические линейки, электрические счтные машинки и кульманы. Для планирования работ использовались в основном графики Ганта.

Что касается управления ЖЦ, то здесь применялась так называемая «водопадная»

модель.

Математическое и, в частности, компьютерное моделирование является основным инструментом в проектно–конструкторских разработках РКТ и его бурное развитие началось в конце 50-х - начале 60 –х годов с появлением мощных электронных цифровых и аналоговых вычислительных машин. Это в первую очередь баллистические, аэродинамические, тепловые и прочностные расчты, это моделирование процессов старта, разделения блоков, управления движением и др.

Моделирование сводится к изучению свойств реального изделия путм исследования свойств его модели.

Моделирование позволяет эффективно генерировать и отбирать альтернативные варианты, как в проектных, так и в конструкторских разработках, решать задачи оптимального управления, учитывать случайные факторы, проводить декомпозицию решения сложной задачи на ряд частных и далее осуществлять композицию полученных решений, эффективно управлять параллельными процессами и др. С появлением на борту изделий РКТ бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ) и встроенных процессоров ещ больше возросла роль моделирования, в частности, для отладки бортового программного обеспечения. Были созданы специализированные отладочные комплексы для моделирования работы систем, приборов, моделирования движения и режимов работы изделий, моделирования времени и исполнения параллельных процессов. В конструкторских организациях появилась развитая экспериментальная база, для проведения ответственных холодных и огневых испытаний ракетных блоков в отрасли были созданы для этих целей специализированные организации.

К натурным экспериментам в ракетостроении прибегают в тех случаях, когда при моделировании трудно учесть множество взаимоисключающих факторов и когда с большой определнностью нельзя гарантировать положительный результат. К натурным экспериментам можно отнести, например, огневые испытания полностью собранных ракетных блоков, холодный вывоз ракеты на старт, определение нагрузок на ракету при транспортировочных операциях и др.

Наиболее эффективно применение натурного моделирования в качестве сопутствующих экспериментов при проведении основных лтно-конструкторских испытаний.

В настоящее время в КБ взят курс на реализацию концепции создания так называемых «виртуальных изделий», то есть компьютерных моделей ракет, КА, систем КА, космических станций и др., в которой в рамках ЕИП решаются проблемы не только 3D проектирования и конструирования изделий, но и моделирования функционирования изделий на всех этапах их ЖЦ. Более того здесь также в рамках ЕИП решаются проблемы информационной поддержки управления работой предприятия в целом по созданию и сопровождению изделий.

Массовое внедрение информационных технологий проектирования, конструирования и производства заставляют думать об изменении самой философии этих работ. В частности, во всм машиностроении долгое время господствовала такая последовательность выполнения работ [19, 38]:

1. Интуитивное проектирование и конструирование с использованием удачных прототипов.

2. Назначение размеров по так называемым простейшим проектировочным моделям, вернее сказать, расчтным формулам, которые позволяют назначить рациональные параметры конструкции.

3. Детальное проектирование и выполнение поверочных расчтов с использованием высокоточных моделей и новых информационных технологий.

После этого, как правило, возникает необходимость уточнения проектных решений, причм эта процедура повторяется несколько раз, что существенно затягивает процесс проектирования. Ряд недостатков проекта при таком подходе выявляется только при испытаниях. В традиционном порядке проектирования, который можно назвать эволюционным, с большими потерями времени на испытания и доводки, ответственность за адекватность математических моделей и конструкций ложится в основном на специалистов по моделированию.

Новый подход к проектированию состоит в том, что математические модели высокого уровня используются на ранних стадиях проектирования и в создании этих моделей принимают участие аналитики, проектанты и конструктора. Здесь следует отметить одну из первых публикаций на эту тему [38]. Позднее в работах профессора В.А. Комарова и Терри Вейсхаара (США) новая проектная парадигма была названа «concurrent design», что может быть переведено на русский язык как «технология точного попадания» [50, 8].

С точки зрения одной из важнейших задач модернизации процесса проектирования изделий РКТ - сокращения времени разработки – новые информационные технологии дают возможности для распараллеливания многих видов работ. Кроме того, использование адекватных математических моделей высокого уровня позволяет уменьшить количество и «глубину» итераций в процессе проектирования.

Однако эти пути требуют, в свою очередь, затрат и труда, и времени. Поэтому названные направления ускорения процесса проектирования нуждаются в анализе и некоторой, хотя бы ориентировочной оптимизации.

1.3 Внедрение CAD/CAM/CAE – систем CAD/CAM/CAE – системы автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа являются наиболее эффективными технологиями, позволяющими сократить сроки разработок, снизить себестоимость изделий и повысить качество. CAD – системы используются для 3D–моделирования конструкций, оформления чертежей и текстовой КД. CAM – системы технологической подготовки производства служат для изготовления сложно профилированных деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ), причм с использованием 3D–моделей, полученных в CAD – системах. CAЕ – системы инженерного анализа используются для аэродинамических, прочностных, тепловых и других видов расчтных работ с использованием 3D– моделей.

Можно выделить три этапа внедрения этих систем. В 70 - е годы были разработаны принципиальные основы этих систем с использованием графических терминалов, присоединнных к мейнфреймам. Далее наметился постепенный переход от мейнфреймов к персональным компьютерам (ПК). В 80-е годы появились автономные CAD/CAM/CAE – системы массового применения с использованием ПК. В 90–х годах с развитием микротехнологий появилась концепция полного электронного описания объектов - EPD технологии (EPD –Electronic Product Definition), где информационная модель поддерживается на протяжении всего ЖЦ изделия, что привело к созданию интегрированных CAD/CAM/CAE–систем.

Традиционно существует деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего (Pro/Engineer, NX, CATIA, EUCLID, I-DEAS, причм все они имеют расчтную часть CAE), среднего (SolidWorks, SolidEdge, Pro/Desktop, Mechanical Desktop, Autodesk Inventor и др.) и нижнего (AutoCAD LT, КОМПАС и др.) уровней.

Создание такой сложной наукомкой продукции, как ракетная и космическая техника, невозможно без применения CAD/CAM/CAE – систем. Только экономия на стоимости изготовления физических моделей отдельных блоков для экспериментальных испытаний составляет сотни миллионов рублей. Существенно снижается трудомкость и сроки разработки изделий.

Для прочностных расчтов сложных ракетных конструкций в настоящее время наиболее широкое распространение нашли метод начальных параметров [41] и метод конечных элементов [49, 84]. Для реализации метода конечных элементов разработаны специализированные пакеты [2, 101]. Перечислим некоторые из них.

Многоцелевой конечно-элементный пакет ANSYS используется в области таких инженерных дисциплин как прочность, теплофизика, динамика жидкостей и газов и электромагнетизм.

Пакет MSC.Nastran обеспечивает полный набор расчтов, включая расчт напряженно-деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, решение задач теплопередачи, исследование установившихся и неустановившихся процессов, акустических явлений, нелинейных статических процессов, нелинейных динамических переходных процессов.

Программный конечно-элементный комплекс ABAQUS - универсальная система общего назначения, предназначенная как для проведения многоцелевого инженерного многодисциплинарного анализа, так и для научноисследовательских и учебных целей в самых разных сферах деятельности, в числе которых авиастроение и ракетно–космический комплекс.

LS-DYNA- многоцелевая программа, предназначенная для решения трхмерных динамических нелинейных задач механики деформируемого тврдого тела, механики жидкости и газа, теплопереноса, а также связанных задач механики деформированного тврдого тела и теплопереноса, механики деформируемого тврдого тела и механики жидкости и газа.

Все эти системы математического моделирования конструкций и процессов работают с колоссальными объмами данных. Результаты работы одной системы являются исходными данными для другой. В 90-е годы возникло фактически новое научное направление – CALS технологии. В нашей стране они начали внедряться, к сожалению, с некоторым опозданием в начале 21 века. Здесь следует отметить Российскую энциклопедию CALS [79].

Обилие и разнообразие программных решений, поддерживающих проектные и производственные процессы, порождают проблему выбора базовой системы автоматизированного проектирования (САПР), базовой системы управления инженерными данными. В тоже время нельзя отказаться от ряда других специализированных систем, которые эффективно решают частные задачи и, кроме того, могут использоваться субподрядчиками.

1.4 Организация информационной поддержки изделий ракетно космической техники и управление инженерными данными Основными этапами ЖЦ изделий РКТ, для которых необходима информационная поддержка, являются:

анализ тактико-технического задания (ТТЗ) на изделие, этап технических предложений, эскизное проектирование, рабочее проектирование, экспериментальная отработка и изготовление изделия, летно-конструкторские испытания и эксплуатация изделия, утилизация изделия.

Различают несколько моделей управления ЖЦ изделий. Самая простейшая из них – водопадная модель. Водопадная модель предполагает последовательное выполнение различных этапов ЖЦ. Здесь осуществляется чткое разграничение этапов, причм набор документов, выработанный на предыдущем этапе, передатся в качестве входных данных для следующего и движение в обратную сторону по этой цепочке не предполагается. Метод «водопада» не позволяет эффективно выявлять и нивелировать последствия ошибок, допущенных на ранних стадиях.

При создании сложных систем такой подход неприемлем. Дальнейшим развитием водопадного подхода стали следующие модели: каскадный, итеративный, инкрементный и эволюционный. Каскадный подход допускает связь текущего этапа с предыдущим этапом.

При итеративном подходе ЖЦ изделий представляется в виде последовательности итераций, причм цель каждой итерации – получение функциональности, включающей функциональность всех предыдущих итераций и текущей итерации. Результат финальной итерации содержит всю требуемую функциональность проекта. С завершением каждой итерации проект развивается инкрементно (то есть наращивается, дополняется). Таким образом, функциональность достигается в результате итеративных процедур (итеративность), структура изделия развивается и уточняется с каждой итерацией (инкрементность). С точки зрения уточнения требований к проекту такая модель называется спиральной.

Эволюционная модель дат возможность возврата назад, то есть к результатам предыдущей успешной итерации, в случае неудачи. Здесь разработчик имеет возможность получить обратную связь на текущей итерации из окружающей среды (от заказчиков, пользователей) и исправить возможные ошибки в проекте.

Итеративный подход применим не только к ЖЦ изделий в целом, но и к каждому этапу.

Важнейшим вопросом остается изыскание методов и средств сокращения числа итераций, особенно методов, направленных на уменьшение «глубины» итераций, так как цена исправления ошибок по оценкам экспертов на каждом этапе ЖЦ разработки изделий увеличивается почти на порядок.

Сегодня функционирование любого предприятия, которое производит изделия сложного состава, немыслимо без использования чтко организованной системы управления инженерными данными, являющейся частью целостной системы управления ЖЦ изделий. Наиболее распространнными и эффективными средствами управления инженерными данными являются PDM/PLM системы [90, 67, 75, 40], которые не только формируют информационную среду почти на всех этапах, но и выступают в качестве инструмента поддержки принятия решений при вводе новых заказов (с целью нахождения аналогов и определения себестоимости изделий) и в процессе контроля за исполнением заданий (при определении узких мест и проблем, возникающих в процессе проектирования и производства).

Они предназначены для объединения всех данных о продукте, порождаемых на протяжении всего его ЖЦ, в ЕИП, в котором работают все лица, имеющие отношение к данному продукту. Для достижения успеха в производственной и коммерческой деятельности на предприятии должно быть организовано эффективное управление тысячами разнообразных документов. Результат поиска необходимой информации очень важен и может существенно повлиять на итоги всей работы предприятия. При этом стоимость исправления ошибки, допущенной в процессе работы над изделием, резко возрастает при более позднем ее обнаружении [85, 56].

Современный рынок PDM/PLM-систем широко представлен как отечественными, так и зарубежными продуктами. В качестве наиболее широко применяемых на предприятиях машиностроения можно отметить следующие разработки фирм: PTC (WindChill), Dassault Systmes (SmarTeam), HetNetIBM (ENOVIA), EDS-UG (TeamCenter), АСКОН (ЛОЦМАН).

В настоящее время внедрение PDM/PLM-систем на ведущих предприятиях РКО идет полным ходом и сопровождается решением огромного числа различных задач, связанных с:

выбором программных продуктов, с их настройкой, адаптацией и интеграцией;

разработкой новых методик и технологий ведения проектноконструкторских работ;

обеспечением соответствующей технической базы и каналов передачи информации;

реинжинирингом бизнес-процессов предприятия;

обучением кадрового состава.

Отдельной сложной задачей является организация ЕИП, его сопровождение и развитие. Основная идея ЕИП заключается в универсализации, в первую очередь, формы представления информации, а затем – способов информационного обмена для всех участников ЖЦ изделий. Функциональность ЕИП включает обеспечение целостности данных, унификацию и стандартизацию формы их представления, владение всей информацией об изделии, обеспечение быстрого поиска информации, обеспечение быстрого обмена информацией между близко расположенными и территориально удалнными друг от друга филиалами и подразделениями и т.д.

Классическим методом организации ЕИП является автоматизация работы предприятия вокруг ЖЦ изделий на основе производственных информационных технологий путм проведения реинжиниринга всех бизнес-процессов, включая подготовку производства, производственные процессы, документооборот и прочее [39].

Понятие реинжиниринга бизнес-процессов является одним из основополагающих принципов CALS. При его проведении для интеграции всех информационных ресурсов в ЕИП выделяют ряд последовательно решаемых частных инженерных задач, которые являются видоизменением каскадной или водопадной модели внедрения программного обеспечения (ПО).

Вместе с тем, тщательная подготовка реинжиниринга и использование современных технологий визуального представления и проектирования бизнеспроцессов не всегда показывают свою эффективность. Связано это с самой природой реинжиниринга, который представляет собой некоторый законченный процесс тотального переосмысления процессов управления на предприятии, приводящий к заранее намеченной цели, но не обеспечивающий созданной системе возможности гибкого изменения при изменении условий производственных процессов.

С одной стороны, детальное описание бизнес-процессов предприятия позволяет формализовать основные особенности производства, выявить недостатки его организации и разработать информационно-логическую модель хранилища данных, которое сможет своевременно обеспечивать всех участников производственного процесса необходимой и достаточной информацией. Такой подход позволяет чтко описать цель автоматизации предприятия и задачи, которые нужно решить в рамках проекта внедрения.

С другой стороны, данный подход не позволяет решить задачу выбора методического, алгоритмического, программного и информационного обеспечения ЕИП. Соответственно, от руководителя в этом случае требуется большой опыт по внедрению систем подобного рода и хорошее знание современных систем управления, на основании которых он сможет сделать вывод о том, стоит ли оставить имеющиеся в наличии средства автоматизации или их нужно заменить.

В связи с этим подходы к построению ЕИП на разных предприятиях различаются. Там, где существует достаточно сильная служба разработки информационных технологий, стараются все требования по информационной поддержке ЖЦ изделий реализовать самостоятельно, путм разработки собственного программного и информационного обеспечения.

На некоторых предприятиях, где существуют традиции по применению определнных автоматизированных систем одного производителя, которые доказали свою эффективность на практике, стараются усовершенствовать их путм конфигурирования или доработки. Особенно это актуально там, где внедрены программные платформы, позволяющие произвести такую доработку без изменения основного программного кода системы.

В третьем случае построение ЕИП производят путм интеграции разнородного программного и информационного обеспечения, предназначенного для решения разных задач и, как правило, разработанного разными компаниями. Неоспоримым достоинством такого подхода являются возможности выбора частных решений, наилучшим образом удовлетворяющих конкретным требованиям предприятия, частичной модернизации компонентов ЕИП, а также независимость от одного поставщика программного и информационного обеспечения.

Однако в этом случае приходится строить гетерогенную информационную среду и решать довольно сложные задачи сопряжения разнородного программного и информационного обеспечения, как на уровне реализации, так и на организационном уровне, что проявляется в необходимость разработки регламентов по информационному обмену лиц, принимающих решения.

Несмотря на количество возросших вопросов и возникающие трудности в процессе их решения, руководители и специалисты предприятий считают правильным и эффективным выбранный путь развития согласно концепциям CALS и PLM [65, 83, 86, 87, 20, 27].

1.5 Современные методы проектирования изделий ракетнокосмической техники Как уже отмечалось, РКТ создавалась в исключительно сжатые сроки, и одна из особенностей е развития состоит в постоянных модификациях удачных решений и расширении функциональных задач. Это касается как РН, так и КА. В случае РН модификации диктуются величиной полезной нагрузки и параметрами орбит, в случае КА – функциональным назначением. Огромный опыт в этой облаГосударственный научно-производственный сти накоплен в ФГУП ГНП космический центр "ЦСКБ-Прогресс" ракетно- РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» [42].Прогресс" Рисунок 1.1 - Семейство РН, созданных ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

На рисунке 1.2 представлено семейство КА дистанционного зондирования Земли разработки ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

Рисунок 1.2 - Семейство КА дистанционного зондирования Земли При создании изделий РКТ в настоящее время используются различные проектные технологии [21]:

последовательная;

последовательно-параллельная;

объектно-ориентированная;

Практика показывает, что ускорение процесса разработки новых изделий достигается рациональным сочетанием различных методов проектирования. Из рисунков 1.1 и 1.2 следует, что модификация РН и КА, как правило, неизбежно меняет геометрический облик летательного аппарата, и уже в дальнейшем различные специалисты работают в определенных массово-габаритных ограничениях. Поэтому технология нисходящего проектирования заслуживает тщательного исследования в различных е аспектах: информационная поддержка, организационно-методическое обеспечение, решение комплекса задач, связанных с внедрением.

1.6 Задачи исследования На основе выполненного анализа предметной области задачи диссертационного исследования формулируются следующим образом:

1. Разработать алгоритмы (методы) ускорения проектно-конструкторских работ по созданию сложных изделий РКТ с использованием технологии параллельного нисходящего проектирования.

2. Сформулировать дополнительные требования к программным продуктам Pro/ENGINEER и Windchill PDMLink и провести их доработку с учетом специфики проектирования и производства изделий РКТ в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБПрогресс».

3. Разработать математические модели для оценки эффективности распараллеливания при проектировании сложной наукоемкой продукции.

4. Разработать математическую модель оценки количества изменений в итерационных процессах создания изделий РКТ.

5. Разработать конфигурацию ЕИП ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» на основе решений Windchill PDMLink и CreoElements/Pro (Pro/Engineer), реализующих информационную поддержку процедур нисходящего проектирования изделий РКТ.

6. Провести анализ эффективности использования разработанных предложений при проектировании изделий РКТ в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

7. Провести оценку результатов внедрения методологии нисходящего проектирования в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

2 Особенности технологии и информационной поддержки процессов нисходящего проектирования изделий ракетно-космической техники В данном разделе рассматриваются особенности применения технологии нисходящего проектирования для изделий РКТ, обосновывается выбор базовых программных продуктов для реализации процессов нисходящего проектирования.

Разрабатываются дополнительные требования к выбранным системам с учтом специфики производственных задач, приводится анализ нормативной базы для реализации электронных процессов разработки изделий.

2.1 Особенности проектирования изделий ракетно-космической Ключевыми особенностями изделий РКТ являются высокая конструктивная сложность, уникальность конструктивного исполнения, многообразие приборноагрегатного состава, высокая плотность компоновки, сочетание в одном изделии зачастую противоречивых требований, сложность эксплуатационных условий и многое другое. Вс это делает изделия РКТ весьма непростым объектом с точки зрения построения процессов КТПП. В первую очередь это относиться к конструкции, в которой воплощаются идеи авторов проекта и проектные проработки.

Сложившаяся практика разработки КА и РН предполагает последовательное движение от стадии технических предложений к стадии эскизного проектирования, от стадии эскизного проектирования к разработке технического проекта, от технического проекта к разработке рабочей документации и т.д. Такая этапность разработки продиктована традициями отраслей (авиационная промышленность, производство артиллерийских вооружений), из которых выросла РКО, существующими техническими возможностями и практическим опытом выполнения разработок. Она зафиксирована в системе государственных стандартов, отраслевой нормативной документации и стандартах предприятия. При этом строгое соблюдение этапности разработки, когда началом следующего этапа разработки является завершение предыдущего этапа с понятными и соответствующими требованиям технических заданий результатами, является одним из элементов системы менеджмента качества, которое контролируется и неукоснительно исполняется.

Этому есть вполне логичное объяснение, и для своего времени такой подход был абсолютно оправдан.

В условиях отсутствия на предприятии информационных технологий, полноценной системы САПР и средств управления инженерными данными, позволяющих хранить и наследовать созданные в процессе разработки изделия данные, единственной возможностью для продвижения проекта является разработка, согласование и выпуск по установленным процедурам технической документации согласно иерархии проекта. В этом процессе единственно возможным подлинником является документ на бумажном носителе с необходимыми атрибутами. В основном это соответствующие согласующие и утверждающие подписи на бумажном титульном листе, наименование и обозначение документов, вносимых в соответствующие угловые штампы стандартных форматов.

Специалист или коллектив специалистов, стоящий по иерархии проекта ниже, может получить исходные данные только на бумажном носителе. При этом перенос данных из исходного документа в разрабатываемый документ производится через визуальное восприятие изложенной на бумаге информации, е осмысление и применение в разработке вновь создаваемого документа. Так осуществляется последовательный процесс поэтапного создания документации на разрабатываемое изделие по технологии бумажного документооборота. Для ускорения процесса разработки могут применяться предварительные материалы, служебные записки и другие формы обмена данными, но все они принимают законную форму только после получения окончательного варианта, оформленного согласно требованиям нормативно-технической документации документа.

Применительно к ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» последовательность процесса разработки рабочей документации (в сокращнном виде), например, типового КА выглядит следующим образом:

1) после защиты эскизного проекта формируется ТТЗ на создаваемое изделие. Это один из основных документов, определяющих технические требования, сроки выполнения разработки, ограничения различного характера, порядок и объмы финансирования, состав отчетной документации и др.;

2) подготовка и выпуск основных положений на выполнение разработки.

Данный документ «переводит» на язык предприятия требования ТТЗ и дат начальное представление о путях реализации этих требований;

3) разработка базовых проектных документов, нацеленных на определение состава разрабатываемого изделия, определение механических, тепловых и электрических интерфейсов, формирование логики управления и контроля изделия.

Основными из проектных документов является материалы по логике управления, электродиагностическим испытаниям, исходные данные по электрическим стыковкам, исходные данные по контролю параметров, уровням механических нагрузок, тепловые режимы, расчт энергобаланса и многие другие документы, необходимые для разработки технических заданий на конструкцию, системы, приборы и агрегаты изделия;

4) разработка технических заданий (ТЗ) на конструктивно-компоновочную схему изделия (ключевой документ для конструкторских подразделений); ТЗ на системы; приборы и агрегаты, заказываемые смежным предприятиям; ТЗ для внутреннего использования (система обеспечения теплового режима, система электропитания, электромеханические приводы, приборы выдачи команд и распределения питания и др.);

5) разработка электрических (общих и принципиальных) и пневмогидравлических схем изделия. К их числу относятся электрические схемы распределения питания, схемы управления, схемы телеметрического контроля, схемы систем изделия (электрические схемы системы электропитания, системы терморегулирования, специальные системы), схемы высокочастотных цепей и др. При наличии жидкостной системы терморегулирования изделия разрабатываются схемы гидравлических трактов, а при наличии автономных гидро и пневмосистем – пневматические и гидравлические схемы;

6) проектирование алгоритмов управления изделием в ходе его штатной эксплуатации осуществляется на основе материалов по логике управления (общей логике и логике управления систем изделия) и проходит этапы разработки алгоритмов, программирования, автономной и комплексной отладки. В ходе выполнения данного этапа разработки производится подготовка и отладка бортового программного обеспечения (БПО), которое по своей сути является одним из ключевых элементов системы управления КА;

7) разработка рабочей конструкторской документации (РКД). Это основной этап процесса разработки рабочей документации (РРД), т.к. он нацелен на технологическую подготовку производства и само производство. Исходными документами для разработки РКД являются ТЗ на конструктивно-компоновочную схему (ККС), габаритные чертежи приборов и агрегатов (собственной разработки и разработки смежных предприятий), условия эксплуатации изделия, электрические схемы, требования к исполнению системы терморегулирования, а также ряд документов специального назначения. Выпуск КД идт последовательно от сборок верхнего уровня к подсборкам согласно входимости и далее к деталям. Таким образом, КД на детали запускается в самую последнюю очередь, а производство, отрабатывая документы более высокого уровня, не может вести реальную подготовку производства, т.к. реальное планирование производства, планирование материалов, разработка технологических процессов на детали ведтся от КД на детали;

8) разработка испытательной и эксплуатационной документации. В ходе реализации данного этапа работы обеспечивается разработка программ и методик испытаний, технических условий, технических описаний, инструкций по эксплуатации, а также испытательного ПО;

9) экспериментальная отработка. На данной стадии осуществляется отработка базовых решений, используемых в создаваемом изделии и заложенных в приборы, агрегаты, системы, конструкцию. Для этого разрабатываются и изготавливаются соответствующие экспериментальные установки и испытательная документация. По результатам экспериментальной отработки элементов изделия и изделия в целом (если требуется) составляются технические отчты и заключения для представления в вышестоящие и головные организации. Процесс экспериментальной отработки является завершающим этапом разработки, т.к. по его результатам датся заключение о готовности к продолжению работ с изделием.

Следует отметить, что приведнный выше процесс РРД, с учтом множества итераций, в своей последовательности во многом близок к процессу нисходящего проектирования, что обусловлено тем, что от стадии к стадии документация, выпускаемая на более низких иерархических уровнях, приобретают вс большую конкретность. Поэтапно документация доходит до конкретных деталей и элементов конструкции, элементарных сборок и приобретает комплексный характер.

После запуска КД в производство осуществляется е технологическая проработка. Здесь технологические подразделения согласно полученным расцеховкам определяют возможность изготовления изделия на имеющемся оборудовании, решают задачи соответствия материалов существующим процессам, задачи освоения новых технологических процессов и др. Результатом становится комплекс замечаний к КД, которые в дальнейшем отрабатывают конструкторские подразделения в виде извещений на выпущенную документацию. Далее документация поступает в производство, где, по сути, проходит ещ один этап е отработки, уже на реальных деталях и сборках. В первую очередь идт изготовление образцов для экспериментальной отработки и конструкторско-доводочных испытаний. И здесь опять формируются замечания к КД и ведтся е коррекция по замечаниям производства. По результатам выполнения этих работ КД присваивается литера «О».

При изготовлении первого изделия также ведтся отработка документации, выявляются замечания, и осуществляется е коррекция.

В связи с изложенным процесс разработки рабочей документации при кажущейся его линейности, по сути, является спиральным. Линейным процесс будет только в том случае, когда он идеальный и разработка идт без внесения изменений в проект, что практически не реально. Витки спирали процесса описывают итерации, приближающие разработку к заданной цели – получении в производстве КД, по которой можно изготовить изделие, соответствующее требованиям ТТЗ. В представленной традиционной схеме разработки изделий уже просматриваются как минимум три итерации (три витка спирали) – изменение проектной документации при проработке е конструкторами, доработка КД по результатам технологической проработки и доработка КД по результатам работ в производстве.

Если же на стадии РРД обнаруживаются ошибки системного характера, не позволяющие обеспечить выполнение требований ТТЗ, то разработка возвращается на предыдущие этапы, вплоть до доработки технических предложений и эскизного проекта.

С появлением технических и программных средств информационных технологий начинает создаваться возможность принципиального изменения процесса разработки изделий. Однако для кардинального изменения необходимы не только техника и ПО. Требуется достижение определнного уровня развития:

технических средств для создания необходимых информационных ресурсов ЕИП предприятия, в котором может осуществляться организованное движение информации и е хранение, а также наличие необходимых ресурсов для функционирования системного и прикладного ПО;

ПО, чтобы иметь необходимый функционал для эффективного выполнения разработки и управления инженерными данными;

нормативной базы, позволяющей осуществлять разработку изделия в электронном виде и на основе трхмерного моделирования;

понимания роли информационных технологий в совершенствовании процессов КТПП, неизбежности перехода на новые технологии разработки изделий и формирования под них новой бизнес-архитектуры предприятия и бизнеспроцессов.

Особое внимание в этой постановке вопроса необходимо обратить на нормативное обеспечение. Это обусловлено тем, что в современных условиях возникло противоречие между новыми методами проектирования в цифровой среде, где во главу угла поставлена электронная модель создаваемого изделия (как основного источника сведений о конструкции изделия для службы главного технолога и производства), и существующими нормами, регламентированными действующими системами стандартов ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД и др., которые ориентированы преимущественно на представление результатов работ в форме документов на бумажных носителях. Однако и здесь уже есть существенные изменения. В качестве примера ниже приведены результаты проведенного анализа современного состояния основных государственных стандартов, регламентирующих разработку документации на конструктивно сложную технику, включая технику, заказываемую Министерством обороны:

1) В стандарты ЕСКД уже внесены понятия:

«Применение современных методов и средств на всех стадиях ЖЦ изделий»;

«Механизация и автоматизация обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации»;

«Упрощение форм конструкторских документов и графических изображений»;

«Возможность создания и ведения единой информационной базы»;

«Возможность информационного обеспечения поддержки ЖЦ изделия» [31].

2) Дано понятие электронного документа (ЭД):

«Электронный документ: Документ, выполненный как структурированный набор данных, создаваемых программно-техническим средством»

[34].

«Конструкторский документ в электронной форме (электронный документ): Документ, выполненный как структурированный набор данных, создаваемых программно-техническим средством» [31].

«ЭД выполняют на стадии разработки изделия и применяют на всех стадиях ЖЦ изделий. ЭД получают в результате автоматизированного проектирования (разработки) или преобразования документов, выполненных в бумажной форме, в электронную форму» [34].

Для документации на изделия, разрабатываемые по заказу Министерства обороны, номенклатура дополнительных реквизитов документов должна быть согласована с заказчиком (представительством заказчика)» [34].

Для документации на изделия, разрабатываемые по заказу Министерства обороны, номенклатура, внешнее представление и размещение реквизитов ЭД, значением которых является электронная цифровая подпись (ЭЦП), должны быть согласованы с заказчиком (представительством заказчика)» [34].

3) В понятия конструкторского документа введена возможность его представления, как в бумажном, так и в электронном виде:

Конструкторский документ: Документ, который в отдельности или в совокупности с другими документами определяет конструкцию изделия и имеет содержательную и реквизитную части, в том числе установленные подписи.

Конструкторские документы могут быть выполнены в бумажной и (или) электронной формах.

Виды, комплектность и форму выполнения конструкторских документов устанавливает разработчик, если это не оговорено ТЗ. На изделия, разрабатываемые по заказу Министерства обороны, эти решения должны быть согласованы с Заказчиком (представительством Заказчика) [31].

«Все графические документы (чертежи, схемы) могут быть выполнены в электронной форме как электронные чертежи и (или) как электронные модели изделия. Все текстовые документы могут быть выполнены в электронной форме. Вид документа и его наименование при этом сохраняются» [30].

«Документы одного вида и наименования, независимо от формы выполнения, являются равноправными и взаимозаменяемыми» [30].

«Вид документа» – это Электронная модель детали, Чертеж детали, Электронная модель сборочной единицы, Сборочный чертеж, Чертеж общего вида, Теоретический чертеж, Габаритный чертеж, Электромонтажный чертеж, Монтажный чертеж, Упаковочный чертеж, Схема, Электронная структура изделия, Спецификация и т.д. [30].

4) Расширено понятие оригинала документа:

«Наименование документа» - это Оригинал, Подлинник, Дубликат, Копия [30].

Оригиналы в электронной форме – «Электронные документы, предназначенные для изготовления подлинников и подписанные ЭЦП разработчика»

[30].

Подлинники в электронной форме – «Электронные документы, оформленные установленными ЭЦП и предназначенные для получения с них копий» [30].

Дубликаты в электронной форме – «Электронные документы, полученные посредством электронного копирования подлинника, подписанные установленными ЭЦП лиц, ответственных за их изготовление, и предназначенные для изготовления с них копий» [30].

Копии в электронной форме – «Электронные документы, выполненные способом, обеспечивающим идентичность их с подлинниками (дубликатами), подписанные установленными ЭЦП лиц, ответственных за их изготовление» [30].

5) Определены понятия электронных моделей:

«Электронная модель детали - Документ, содержащий электронную геометрическую модель детали и требования к ее изготовлению и контролю (включая предельные отклонения размеров, шероховатости поверхности и др.)» [30].

«Электронная модель сборочной единицы - Документ, содержащий электронную геометрическую модель сборочной единицы, соответствующие электронные геометрические модели составных частей, свойства, характеристики и другие данные, необходимые для сборки (изготовления) и контроля.

К электронным моделям сборочных единиц также относят электронные модели для выполнения гидромонтажа и пневмомонтажа» [30].

«Основной конструкторский документ изделия в отдельности или в совокупности с другими записанными в нем конструкторскими документами полностью и однозначно определяют данное изделие и его состав.

За основные конструкторские документы в зависимости от формы выполнения принимают:

- для деталей - чертеж детали и (или) электронную модель детали;

- для сборочных единиц, комплексов и комплектов - спецификацию и (или) электронную структуру изделия» [30].

6) В привязке к электронным документам определено понятие электронноцифровой и электронной подписи:

«ЭЦП - неотъемлемая часть реквизитной части ЭД, предназначенная для удостоверения и подтверждения его подлинности и целостности» [34].

«Оформление документа: Проставление необходимых реквизитов и атрибутов, установленных правилами документирования» [32].

«Подпись: Реквизит документа, представляющий собой собственноручную подпись полномочного должностного лица.

Для электронных документов используется аналог собственноручной подписи - электронная цифровая подпись» [32].

«ЭЦП используют, как правило, последовательно или параллельно.

При последовательном использовании каждая последующая ЭЦП, подтверждающая ранее подписанную информацию и все предыдущие ЭЦП, обеспечивает проверку целостности по предыдущим подписям. При параллельном использовании каждая ЭЦП подтверждает только подписываемую информацию» [34].

Для документации, выполняемой в электронной форме на изделия, разрабатываемые по заказу Министерства обороны, порядок использования ЭЦП и применяемые программно-технические средства должны быть согласованы с заказчиком (представительством заказчика)» [34].

Таким образом, результаты анализа уже существующей нормативной базы, несмотря на е недостатки и неполноту с точки зрения решения вопросов электронного документооборота, в настоящее время позволяют решать указанные вопросы. Детализация нормативной базы может осуществляться выпуском отраслевых стандартов и стандартов предприятия.

С появлением современных средств вычислительной техники, средств формирования информационной инфраструктуры, программных продуктов организации ЕИП, САПР с необходимыми функциональными возможностями, систем управления инженерными данными, с накоплением опыта и методического материала использования возможностей современных информационных технологий появляется понимание того, что кроме всего сказанного выше в современных условиях необходима специальная технология разработки изделий. В противном случае разработчик изделия даже в условиях развитого информационного пространства остатся работать за тем же кульманом пусть и электронным.

В чм же принципиальная разница предлагаемой в данной работе технологии нисходящего проектирования, основанной на решениях САПР CreoElements/Pro и Windchill PDMLink, от традиционной технологий разработки изделий? Отличий много, но главное - это отличие традиционно сложившегося плана.

В отличие от сложившихся в 50-70 г. на большинстве предприятий отрасли традиций «держать в голове ведущих специалистов» технологию разработки изделия и его элементов, технология нисходящего проектирования строго регламентирована, описана в методических, нормативных и регламентирующих документах и в меньшей степени зависит от человеческого фактора.

Несмотря на то, что технология нисходящего проектирования может применяться различными специалистами, участвующими в разработке изделия, в первую очередь она нацелена на создание конструкции изделия. Конструкция изделий РКТ как нельзя лучше подходит для разработки по технологии нисходящего проектирования и в первую очередь это относится к конструкции КА. В отличие от РН, где преобладает мелкосерийное производство, КА в настоящее время стали уникальными изделиями. За исключением КА, разработанных ещ в 80- годы прошлого века и к числу которых относятся пилотируемые и грузовые КА, а также отдельные типы КА связи и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), все новые изделия стали уникальными. Практически каждый вновь создаваемый КА разрабатывается с весьма ограниченными возможностями по заимствованию разработок, выполненных ранее. Следовательно, выполнение новых разработок в условиях ограниченных финансовых ресурсов, сжатых сроков, жсткой конкурентной борьбы за заказы, должно осуществляться с использованием высокоэффективных технологий.

В пользу технологии нисходящего проектирования говорит ещ и конструктивная сложность изделий РКТ, которая заключается не только в плотности и оригинальности компоновок, но и в использовании сложных геометрических форм. В этой части ограничений нет. Геометрия внешних обводов и внутреннего исполнения могут быть любой сложности, т.к. во главу угла в изделиях РКТ ставится не простота исполнения, а достижение требуемых характеристик.

Предлагаемая информатизированная технология нисходящего проектирования опирается на следующие положения:

возможность сквозного наследования геометрических данных. Эта особенность заключается в том, что создаваемые на более высоком уровне иерархии проекта геометрические данные (оси, плоскости, поверхности, базовые точки, и т.д.) наследуются с использованием функционала системы САПР и PDM-системы на более низкий уровень иерархии проекта. При этом указанные данные могут изменяться только на верхнем уровне и обязательны для всех нижестоящих уровней;

создание системы геометрических привязок, через которые осуществляется взаимная увязка моделей с базовой геометрией и моделей между собой. Система геометрических привязок пронизывает весь проект от начальной стадии до элементарных деталей;

формирование электронного состава разрабатываемого изделия в PDMсистеме. Электронный состав изделия становится основным документом для планирования производства через ERP-систему предприятия, от электронного состава идт при необходимости разработка спецификаций, электронный состав изделия должен быть всегда актуальным;

решение вопросов входимости, применяемости, комплектности и изменения данных;

конфигурирование создаваемого изделия, позволяющее от состава базового изделия генерировать электронные составы экспериментальных установок, технологических изделий и новых модификаций изделия;

реализация электронного документооборота;

наличие развитой информационной инфраструктуры предприятия;

наличие информационных ресурсов, достаточных для беспрепятственного перемещения информационных потоков в пределах проекта, хранения растущего по ходу проекта объма информации, создания резервных областей для решения задач развития проекта, работы функционала САПР и PDM-системы высокого уровня, организации вычислительных процессов и др.

2.2 Выбор базовых программных продуктов Проблема выбора базовых программных продуктов является системной задачей для предприятия. Е решение зависит от многих факторов, ключевым из которых является вопрос полноты функциональности систем, требующихся для автоматизации основных бизнес-процессов предприятия. Не менее важными являются аспекты, связанные с имеющейся информационной инфраструктурой, опытом и квалификацией персонала, с финансированием закупок аппаратнопрограммных средств, затратами на обучение персонала, поддержкой и дальнейшей модернизацией систем.

Следует отметить, что базовые программные продукты являются основой для построения современной корпоративной PLM-системы, которая предназначена не только для проектирования, конструирования и технологической подготовки производства изделий, но и для создания ЕИП, которое должно сопровождать изделие на всех этапах его ЖЦ. Поэтому рассматривать проблему выбора базовых программных продуктов необходимо с позиций создания ЕИП разработки изделий и информационной поддержки ЖЦ. Система такого рода должна строиться на базе основополагающих принципов.

Применительно к ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» сформулированы следующие основные принципы создания решения PLM:

максимальное использование существующего нормативно-методического и информационного обеспечения, оборудования, коммуникаций и ПО;

максимально быстрое получение эффекта от внедрения новых решений для результатов основной деятельности – разработки и производства изделий;

максимально возможное применение стандартного функционала приобретаемого ПО и минимизация заказного разрабатываемого под конкретное предприятие ПО;

обеспечение требований информационной безопасности;

максимально возможная унификация используемых платформ и прикладных систем;

возможности масштабирования и постепенного наращивания функциональности и производительности компонентов;

наследование накопленных данных для дальнейшего использования.

Указанные принципы определяют подход к определению требований к компонентам PLM-системы, то есть опосредованно к базовым программным продуктам. Важным является формализация общих системообразующих требований к PLM, которые в результате декомпозиции будут трансформироваться в отдельные конкретные требования к базовым программным продуктам. При таком подходе не будет совершаться часто встречающаяся ошибка, заключающаяся в том, что, формулируя требования к выбору отдельных базовых средств без учта системности, приходят к тому, что, выбирая лучшие по сформулированным требованиям отдельные решения, получают целую массу проблем увязки их в единую систему и интеграции этих базовых решений в ЕИП.

Учитывая это, сформулируем требования к системе PLM в целом:

все компоненты корпоративной информационной системы PLM должны быть либо максимально интегрированы, либо представлять собой части единого интегрального решения от одного разработчика;

система PLM должна обеспечивать ассоциативность данных в ходе проектно-конструкторских работ, подготовки производства, разработки и сопровождения изделия;

система PLM должна обеспечивать возможность внедрения современных технологий проектирования: нисходящее проектирование и восходящее проектирование, параллельное проектирование, технологии работы с большими сборками (включая гетерогенные сборки), универсальные визуализаторы, упрощнные представления и др.;

система PLM должна оперировать с единым централизованным источником данных об изделии (ПЭОИ - полное электронное описание изделия), позволяющим всем участникам работ по проекту использовать данные об изделии в соответствии с требуемыми формами их представления;

средства системы PLM должны содержать интегрированную автоматизированную подсистему инженерных расчтов, сертифицированных соответствующими службами;

информационное обеспечение системы PLM должно включать в себя корпоративные электронные библиотеки стандартных и нормированных компонентов, материалов, покупных комплектующих, типовых технических решений и другой справочно-нормативной информации;

создаваемая средствами систем САПР конструкторско-технологическая документация должна отвечать требованиям отраслевых и корпоративных стандартов и нормативных документов;

система PLM должна обеспечивать обмен инженерными данными разработчиков на основе электронного документооборота;

система PLM должна обеспечивать интеграцию по данным с другими прикладными системами предприятия, которые используют информацию, порождаемую в проектно-конструкторской сфере;

система PLM должна обеспечивать преемственность данных по версиям программных систем, входящих в не, возможность представления данных в стандартных форматах обмена и хранения данных в электронных хранилищах независимо от форматов их представления;

система PLM должна обеспечивать удовлетворение требований долгосрочного хранения данных на всей протяжнности ЖЦ изделий.

Основываясь на выше приведнных требованиях к PLM-системе в целом, сформулируем требования к базовым компонентам, основными из которых являются САПР и PDM-система.

Поскольку разрабатываемые в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» изделия являются сложными объектами, включающими в себя механическую, электрическую и электронную части, то перечень требований разбит на соответствующие разделы.

Учитывая, что нисходящее проектирование в первую очередь нацелено на разработку конструкции изделия, определим требования к «механической» САПР, которые можно представить следующим образом:

возможность разработки каркасных, поверхностных и тврдотельных моделей;

параметризация геометрических размеров, а также определение зависимостей между параметрами компонентов изделия;

возможность создания, импорта и использования библиотек стандартных компонентов (комплектующие, конструкционные материалы, стандартные элементы крепежа, стандартные элементы конструкций, типовые конструкторские решения и др.);

работа со сложными сборками, включающими в себя кроме электронных моделей механических конструкций модели электронных компонентов, кабелей и жгутов;

средства оптимизации конструкции;

проектирование деталей из листового металла;

размещение оборудования в контексте сборки;

резервирование пространства для прокладки кабелей, для размещения электрических компонентов;

визуализация на основании данных электронного макета;

разработка чертежей по 3D-моделям;

ассоциативность электронной модели и чертежа;

создание полного комплекта КД на изделие в соответствии с требованиями ЕСКД с возможностью адаптации под стандарты предприятия (СТП);

обмен данными с другими CAD/CAM системами, применяемыми на предприятии и у смежников;

работа под управлением PDM-системы;

"открытость" – возможность создания новых и модернизации имеющихся в системе приложений, а также интеграции приложений, используемых на предприятии;

возможность реализации технологий проектирования, перечисленных в общих требованиях к PLM-системе, включая технологию нисходящего проектирования.

В среде совместной с PDM-системой работы САПР должны иметь механизмы создания, проведения и согласования изменений, которые реализуются в совместной сборке через обмен данными в общепринятых форматах. Кроме того, должна обеспечиваться визуализация данных, полученных как от системы PLM, так и данных непосредственно в САПР механики и электрики.

В свете изложенного сформулируем требования к комплексу CAD-PDM в части поддержки изменений:

необходим механизм визуального контроля проводимых изменений в режиме «новое – предыдущее» положение компонента или формы печатной платы;

необходим механизм согласования проводимых изменений, которые после согласования вступают в силу автоматически;

необходим механизм передачи текстовой информации – комментариев совместно с информацией об изменении, согласовании;

необходима реализация механизма передачи данных только об изменнном компоненте (ах)– его положении;

необходима реализация механизмов визуализации, причм печатная плата должна быть визуализирована с компонентами и проводниками любого вида;

необходима реализация механизма визуальной навигации по компонентам и цепям печатной платы, а также одновременное отслеживание информации об исследуемом компоненте на схеме и печатной плате;

необходима реализация механизма сравнения версий данных с отображением их отличий.

Следующим шагом является формулирование требований к системе управления инженерными данными:

система управления инженерными данными и документацией должна быть инвариантна по отношению к используемым в разработке изделий средствам CAD/CAM/CAE. Система должна обеспечивать поддержку работы основных CAD систем, таких как CreoParametric (Pro/Engineer), NX(Unigraphics), CATIA, SolidWorks, AutoCAD и др.;

система должна иметь пользовательский интерфейс, соответствующий современным стандартам WEB: контекстные меню, подсветка ссылок, выпадающие списки, возможность обновления страниц и т.п. Интерфейс должен также иметь возможность настройки и модификации как часть процесса адаптации системы;

система должна быть основана на стандартных WEB-технологиях и языках;

система должна быть защищнной как для внутренних, так и для внешних пользователей путм использования стандартных технологий защиты данных;

система PDM должна быть открытой, легко настраиваемой на специфические требования предприятия в проектах разработки изделий, желательно без использования программирования на начальных этапах;

ПО должно быть открытым, использующим принятые в промышленности стандарты обмена информацией, а также выполняться на современных вычислительных платформах;

система PDM должна иметь инструментальные средства для создания библиотек и механизмы настройки для использования уже применяемых библиотек и баз данных. Система должна поддерживать управление библиотеками компонентов, стандартных документов и других объектов, которые могут использоваться при разработке изделий;

система PDM должна позволять создание изделий как в режиме нисходящего, так и восходящего проектирования;

система PDM должна поддерживать технологию коллективной работы во время выполнения проекта. Пользователи должны легко видеть работу других пользователей в контексте среды коллективной работы. Среда коллективной работы должна различать все типы порождаемых данных, включая данные механических и электрических CAD, текстовые документы, медиа-файлы и т.д. Система должна обеспечивать управление работы со сборками, включающими электрические и механические компоненты. Система должна обеспечивать контроль коллективной работы в гибкой и простой среде коллективной работы;

система PDM должна иметь функциональность управления проектами, обеспечивающую планирование работ, мониторинг процессов разработки и формирование различных отчтов;

система PDM должна быть простой во внедрении и иметь минимальную стоимость обладания (лицензии и поддержка);

система должна быть масштабируемой, включая охват участников проекта разработки изделий, находящихся в географически удалнных точках;

система должна иметь средства, при помощи которых инженерные данные могут быть предоставлены для доступа пользователям-партнрам или контролирующим органам. Данные об изделии должны иметь возможность быть открытыми в общий доступ, но с абсолютной гарантией от неавторизованного изменения и несанкционированного доступа. Система должна иметь возможность предоставлять доступ пользователю только к необходимым фрагментам данных, а не ко всему контенту данных по изделию. Остальные данные должны оставаться закрытыми для сторонних пользователей;

система должна иметь полную функциональность по управлению данными: управление структурой изделия, управление конфигурациями, изменениями, управление ЖЦ данных, управление потоками работ, электронный документооборот.

В результате изучения и анализа информационных материалов поставщиков систем, а также принимая во внимание первоочередную задачу создания конструкции изделий РКТ в электронном виде, можно сделать вывод о том, что в той или иной степени удовлетворяют сформированным выше требованиям только три поставщика технологий PLM – компании РТС, Dassault Systemes, Siemens PLM Solutions. Для этих трх компаний был проведен сравнительный анализ функционала программных продуктов, представленного в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 - Функционал «механических» САПР Тврдотельное параметрическое 3D-моделирование Прямое (жсткоразмерное) моделирование Оптимизационное моделирование Поддержка технологий нисходящего проектирования Поддержка параллельной работы над изделием Разработка КД в соответствии с ЕСКД Библиотеки стандартных изделий и нормалей Интеграция с системой PDM от одного разработчика Управление сложными сборками Совместная работа с электрическими САПР Ассоциативное изменение моделей при работе с электрической Проектирование 3D кабелей и жгутов Разработка схем соединений, ассоциативных с кабельной разводкой Разработка кабельной разводки, ассоциативной со схемой соединений Структурный и тепловой инженерный анализ Кинематический и динамический анализ механизмов Прочностные инженерные расчеты Автоматизация разработки УП для оборудования с ЧПУ Разработка динамических публикаций и эксплуатационной документации Разработка технических иллюстраций Разработка штамповой оснастки и пресс-форм Моделирование изделий из листового металла и оптимизация Проектирование стальных конструкций из профильного металла Таблица 2.2 - Функционал PDM-систем Управление портфелем заказов Управление данными механических САПР Управление данными электрических САПР Управление данными программных приложений (Программное Электронный документооборот Управление составами изделий Управление конфигурациями Управление потоками работ (Workflow) Управление совместной работой механической и электрических САПР (Mentor Graphics, Cadence, Altium, Zuken) Поддержка данных схемотехнического проектирования Поддержка ассоциативности схемотехники и кабельной разводки Поддержка географически распределнной разработки изделий Поддержка сервисных операций послепродажного обслуживания Анализ данных, приведнных в таблицах, наряду с анализом соответствия принципам построения PLM-системы, удовлетворения требованиям к системе PLM в целом и к е базовым программным продуктам, позволил сделать выбор в пользу решений, предлагаемых компанией РТС. Также в данном выборе определнную роль сыграло то обстоятельство, что в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«Сидоров Михаил Михайлович Влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений сварных соединений трубопроводов, эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки...»

«Чигиринский Юлий Львович ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ И КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ МНОГОПЕРЕХОДНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОЕКТИРУЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ САПР ТП 05.02.08 – Технология машиностроения 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении) диссертация на...»

«ШИШКОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ ДВУХТОПЛИВНЫХ И ОДНОТОПЛИВНЫХ ПОРШНЕВЫХ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор В.В. Бирюк Самара...»

«Горбунов Сергей Андреевич ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ, АДАПТИВНЫХ, РАДИАЛЬНОВИХРЕВЫХ ПРЯМОТОЧНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ Специальность 05.05.06 – Горные машины Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук Макаров Владимир Николаевич Екатеринбург – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. 1. Анализ состояния, проблемы и критерии...»

«Кикин Андрей Борисович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ СТРУКТУРНОКИНЕМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ МАШИН ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (легкая промышленность) Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук V ;г, 7 Г.^ТЗ ~ \ Научный консультант ^' '^-^•'-^зн(-,1\^/1\. 1 и1'^А, 5 д.т.н. проф. Э.Е. Пейсах „, Наук Санкт-Петербург...»

«КАНАТНИКОВ НИКИТА ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЗУБОСТРОГАНИЯ ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических...»

«УДК 533.695, 629.7.015.3.036 Кажан Егор Вячеславович Комбинированный метод численного решения стационарных уравнений Рейнольдса и его применение к моделированию работы воздухозаборника вспомогательной силовой установки в компоновке с фюзеляжем летательного аппарата Специальность 05.07.01 Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов Диссертация на соискание учной степени кандидата...»

«ГОРЕЛКИН Иван Михайлович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ШАХТНОГО ВОДООТЛИВА Специальность 05.05.06 – Горные машины Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель...»

«УДК 622.673.4:621.625 Васильев Владимир Иванович ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.02.09 – динамика и прочность машин Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор В. М. Чермалых Киев - СОДЕРЖАНИЕ...»

«Викулов Станислав Викторович МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА Специальность 05.08.05. – Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени доктора технических наук Научный консультант : доктор...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.