Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Голицына Татьяна Дмитриевна

Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO
<
Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Голицына Татьяна Дмитриевна. Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.12 / Голицына Татьяна Дмитриевна; [Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т информац. технологий, механики и оптики].- Санкт-Петербург, 2009.- 114 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2470

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы взаимодействия информационных систем в рамках единой информационной системы предприятия 10

1.1. CAD- и PDM-системы как основа информационной системы предприятия 10

1.2. Традиционный подход к интеграции CAD- и PDM-систем 22

1.3. Технологии создания единого информационного пространства 24

1.4. Стандарты CALS-технологий 32

1.5. Анализ модели изделия из стандарта ГОСТ Р ИСО 10303 37

1.6. Проблемы внедрения стандарта 49

1.7. Заключение к главе 1 50

Глава 2. Модель изделия и её теоретическое обоснование 53

2.1. Выбор метода разработки и описания модели изделия 53

2.2. Дополнение модели ГОСТ Р ИСО 10303 для использования в универсальном интегрирующем комплексе 55

2.3. Математическая модель изделия 59

2.4. Заключение по главе II 63

Глава 3. Алгоритмы интеграции CAD- и PDM-систем 64

3.1. Принципы организации универсального интегрирующего комплекса. 64

3.2. Принципы управления универсальным интегрирующим комплексом . 67

3.3. Алгоритм интеграции PDM-и CAD-систем в универсальном интегрирующем комплексе 70

3.4. Организация многопользовательской работы в универсальном интегрирующем комплексе 83

3.5. Заключение по главе III 86

Глава 4. Практическая реализация и результаты исследования 87

4.1. Выбор инструментария 87

4.2. Архитектура центрального модуля 88

4.3. Архитектура интерфейсного компонента для CAD-систем 91

4.4. Архитектура интерфейсного компонента для PDM-систем 95

4.5. Результаты эксплуатации системы 96

4.6. Заключение по главе IV 102

Заключение 103

Список литературы

Введение к работе

Современные условия, в которых находится практически любое производство, особенно приборостроительное, - это постоянное и значительное усложнение инженерно-технических, проектов, программ разработки новой продукции и рост наукоемкости; изделий; В/ таких условиях конкурентоспособными оказываются предприятия, обладающие отлаженными процессами проектирования, производства, поставки и- поддержки .изделий,, ориентированные на функционирование в. условиях быстроменяющейся; экономической) ситуации и способные мгновенно-реагировать на возникающие-новые-запросьгрынка.

Одним из средств, достижения; этой цели- является* внедрение средств1:
автоматизации проектирования ш производства. В: настоящее время»
разработаны десятки; типов г систем; , каждая из которых отвечает за
автоматизацию определенной области- (например;. системы автоматизации-,
проектирования, сокращенно САПР; или; системы: автоматизации учета на
предприятии). .

Задача; внедрения средств автоматизации проектирования и производства является особенно актуальной в приборостроении из-за сложности конструкций приборов, наличия в них большого количества разнообразных взаимодействующих деталей и элементов [32] и особенно вследствие высокой частоты внесения изменений в приборостроительные изделия.

Еще сравнительно недавно взаимодействие систем автоматизации проектирования; и* производства^ осуществлялось путем создания; специализированных прикладных: программ; использующих внешние интерфейсы систем: Разрабатывались такие приложения; как правило, для-

каждого конкретного случая заново, поэтому такой подход скоро перестал удовлетворять требованиям к современным темпам развития производств.

Для того, чтобы сделать взаимодействие систем автоматизации, в том числе САПР, более универсальным, было разработано несколько стандартов (например, IGES от англ. Initial Graphics Exchange Specification -первоначальная спецификация обмена графическими данными [87]), но все они являлись специфическими; для передаваемой информации и не могли претендовать на универсальность.

В 1990-х годах был разработан международный стандарт ISO 10303 STEP [8] (от англ. STandard for Exchange of Product model data - стандарт для обмена данными о модели изделия), поддержка которого всеми системами, вовлеченными в единое информационное пространство, должна обеспечить возможность быстро и с минимальными затратами интегрировать различные системы и заменять одну систему другой.

Однако в настоящее время существуют проблемы с внедрением этого стандарта, связанные, по мнению автора, с тем, что стандарт содержит описание интерфейсов^ взаимодействия систем (форму представления данных об изделии), но не содержит механизма управления этими интерфейсами, что не позволяет системам разных производителей управлять процессом интеграции единообразно. Поэтому задача построения технологии управления интеграцией систем автоматизации производства является крайне актуальной.

Центральное место среди систем автоматизации производства на современном предприятии занимают:

система, предназначенная для проектирования изделия (CAD-системы, от англ. Computer-Aided Design - система автоматизированного проектирования);

система хранения разнообразной информации об изделии, изменении его конфигурации, материалах, входящих в его состав и

т.д. (PDM-система, от англ. Product Data Management - система управления данными об изделии).

Поэтому в данной работе взаимодействие этих двух систем рассматривалось в первую очередь. Тем не менее, результаты работы могут быть применены и для других систем, автоматизации производственного процесса.

Следует отметить, что русский термин «Система автоматизированного проектирования (САПР)» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — ow включает в себя как CAD, так и САМ- (от англ. Computer-Aided Manufacturing - автоматизированная система технологической подготовки производства), а также САЕ-системы (от англ. Computer-Aided Engineering - система автоматизации инженерных расчетов). В настоящей работе используется англоязычный термин «CAD-система» для того чтобы подчеркнуть область САПР, подлежащую рассмотрению.

Целями диссертационной работы.являются:

разработка механизма построения универсальной системы управления процессом интеграции» CAD- и PDM-систем (универсального интегрирующего комплекса);

разработка и исследование модели изделия для эффективной передачи информации об изделии между CAD- и PDM-системами на основе существующих стандартов;

разработка и оптимизация алгоритмов интеграции CAD- и PDM-систем.

Для достижения указанных целей определены следующие задачи исследования:

рассмотрение и анализ современного состояния вопросов
интеграции CAD- и PDM-систем;

разработка универсального механизма управления- интеграцией*

GAD- и PDM-систем;

! анализ и дополнение модели изделия, описанной?в стандарте РОСТ

РИСО 10303 для организации интеграции GAD- и PDM-систем;

рассмотрение ианализ: алгоритмов интеграции GAD- и PDM-систем; ,

выбора и обоснование критерия эффективности алгоритмов интеграции;

нахождение способов оптимизации- алгоритмов интеграцию по выбранному критерию;

разработка универсального интегрирующего комплекса: для GAD- и PDM-систем на основе.-.. предложенных: механизма, моделш и

, алгоритмов;

f исследование: разработанного универсального интегрирующего

комплекса; , с целью* подтверждения*} теоретических;, оценок

быстродействия алгоритмов и? поиска проблем разработанной;

системы.

Поставленные в диссертационной работе. задачи решаются с

использованием положений и методов теории алгоритмов, методов? анализа

сложных систем, методов, дискретной математики (теории множеств), теории

графов, прототипирования, теории принятия решений. В работе сочетаются

формальный и содержательный подход. В работе сочетаются формальный и

содержательный подход.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

сформулирована . задача построения универсального, интегрирующего комплекса, учитывающая текущие сложности сг внедрением'Международного стандарта и требования производства;

разработан универсальный; механизм; управления интеграцией CAD- и PDM-систем для эффективной реализации взаимодействия;

этих систем, в том числе и с использованием стандарта ГОСТ Р ИСО 10303;

проанализирована и дополнена модель изделия стандарта ГОСТ Р ИСО 10303 для использования её в универсальном интегрирующем комплексе;

выбран и обоснован критерий эффективности алгоритмов интеграции, учитывающий затраты времени на исполнение различных алгоритмов;

разработаны алгоритмы интеграции CAD- и PDM-систем, оптимизированные по выбранному критерию.

Результаты настоящей работы позволят повысить эффективность функционирования САПР в приборостроении, повысить качество проектных работ и интеграции САПР в общую архитектуру автоматизированной проектно-производственной среды.

Практическая значимость исследования определяется тем, что универсальный интегрирующий комплекс, разработанный на основе предложенных механизма, модели изделия и алгоритмов интеграции CAD- и PDM-систем, значительно ускоряет внедрение новой информационной системы на приборостроительном предприятии, позволяет поддерживать требуемые стандарты, и более того, использовать системы, которые пока не поддерживают современные стандарты.

Структура диссертационной работы:

в главе I проведен анализ существующих подходов к интеграции CAD- и PDM-систем, проанализирована модель изделия, описываемая стандартом ГОСТР ИСО 10303, определена проблема, решаемая в настоящей работе;

в главе II приведено теоретическое обоснование дополнения информационной модели изделия из стандарта ГОСТ Р ИСО 10303

для нужд универсального интегрирующего комплекса для CAD- и PDM-систем, описана информационная модель изделия в терминах теории графов для анализа эффективности алгоритмов интеграции CAD- и PDM-систем;

в главе III приводится разработанный механизм организации универсального интегрирующего комплекса, описываются ключевые алгоритмы универсального интегрирующего комплекса для CAD- и PDM-систем, обосновывается критерий эффективности алгоритмов, приводятся результаты оптимизации алгоритмов по выбранному критерию;

в главе IV приводятся результаты реализации описанных механизма, модели и алгоритмов в универсальном интегрирующем комплексе, описание программной системы и её характеристики.

Традиционный подход к интеграции CAD- и PDM-систем

В настоящее время существует множество различных систем, автоматизирующих взаимодействие CAD- и PDM-систем, разработанных для конкретных предприятий. Их общая черта - это частность предлагаемых решений, т.е. такая система обьино представляет собой интеграцию конкретной CAD-системы с конкретной PDM-системой.

При этом проблемы, возникающие при интеграции, решаются в каждом случае различными способами. Кроме того, поскольку такие системы являются коммерческими, конкретная программная реализация зачастую скрыта, поэтому провести анализ существующих решений с целью выбора лучшего или более универсального не представляется возможным.

До настоящего времени интегрирование CAD- и PDM-систем осуществлялось для каждого конкретного случая, CAD-система и PDM-система взаимодействовали в рамках решения конкретной задачи через API (англ. Application Programming Interface - прикладные программные интерфейсы) обеих систем. Рисунок 1 содержит принципиальную схему такого взаимодействия.

При интеграции п различных систем требуется разработать п (п-1) конверторов, каждый из которых обеспечивает конвертацию информации в одном направлении [61], что при большом количестве систем, составляющий информационное пространство предприятия (см. п. 1.1) требует больших затрат.

Схема взаимодействия CAD- и PDM-систем через API

Данный способ взаимодействия обладает следующими недостатками [38]: ограниченность применения разработанного программного обеспечения для интеграции CAD-системы и PDM-системы, поскольку это решение, как правило, специфично для решаемой задачи и не может быть переиспользовано; для того чтобы заменить по каким-либо причинам одну из систем, потребуется полная переработка программного обеспечения; в случае необходимости использования нескольких систем одновременно необходима существенная модификация программного обеспечения; изменение API какой-либо из систем влечет за собой необходимость внесения изменений в прикладное программное обеспечение; кроме того, распространение подобных наработок часто блокируется тем, что данное решение может являться коммерческой тайной предприятия-производителя. Основные преимущества этой схемы: относительная простота реализации; относительно низкая стоимость реализации.

Таким образом, вариант интегрирования CAD-системы и PDM-системы через API напрямую хоть и позволяет создать ядро единого информационного пространства предприятия, но делает его легко уязвимым для любых изменений: от изменений в функциях АРІ до изменений уровня замены систем.

Основной и наиболее актуальной проблемой в последнее время является так называемая "лоскутная автоматизация" предприятий [85], т.е. разрозненность систем автоматизации, их несовместимость, а основной задачей - связывание этих систем в единое целое, единое информационное пространство предприятия или группы предприятий. Это позволит избежать избыточности данных, хранимых в каждой из систем, уменьшить временной цикл их передачи между подразделениями, а также обеспечить непротиворечивость и своевременное обновление данных.

В условиях усиливающейся конкуренции руководству предприятия необходимо решать вопросы роста и оперативного изменения номенклатуры выпускаемых изделий. Экономический эффект от "лоскутной" автоматизации минимален [52], поскольку весь процесс проектирования остается последовательным, а разработка и подготовка производства сложной, высокотехнологичной продукции - это всегда групповой процесс, в который вовлечены десятки и сотни специалистов предприятия или даже группы предприятий.

Существенно сократить сроки подготовки производства можно только одним способом — за счет параллельного выполнения работ и тесного взаимодействия всех участников процесса. Эту задачу можно решить путем создания единого информационного пространства предприятия, иными словами, единого пространства цифровых данных о корпоративной продукции.

Сегодня промышленные предприятия приходят к необходимости комплексного подхода при автоматизации своей деятельности [52]. Объяснить это можно двумя причинами: во-первых, общим развитием информационных технологий, а во-вторых, требованиями рынка к современному производству.

Существует два принципиально разных подхода в организации единого информационного пространства предприятия: PLM- и CALS- технологии [89].

Дополнение модели ГОСТ Р ИСО 10303 для использования в универсальном интегрирующем комплексе

Рисунок 14 представляет собой EXPRESS-G диаграмму модели изделия, определяемую ГОСТ Р ИСО 10303 и выбранную за основу для организации интеграции CAD- и PDM-систем.

Как уже отмечалось, стандарт накладывает ограничения только на внешнее представление данных и не накладывает никаких ограничений на внутреннее представление. Но тем не менее, использование модели STEP в качестве основы внутреннего представления позволит минимизировать затраты на конвертацию.

Для организации универсального интегрирующего комплекса нам понадобится расширить модель, определяемую стандартом, для» решения нескольких проблем.

Рассмотрим проблемы, которые необходимо решить в универсальном интегрирующем комплексе:

представленный в данной работе механизм предполагает разработку универсального решения для интеграции нескольких CAD-систем, поэтому необходимо иметь способ определять тип CAD-системы. Для PDM-систем такой способ не понадобится, поскольку универсальный интегрирующий комплекс решено было связать с PDM-системой (см. параграф 3.2);

поскольку разрабатываемое решение является универсальным, то и все данные, необходимые для работы универсального интегрирующего комплекса, необходимо связать непосредственно с ним, чтобы исключить возможность внешнего изменения и внесения ошибок в общую систему интеграции;

кроме того, необходимо решить проблему быстродействия в универсальном интегрирующем комплексе не только на уровне алгоритмов, но и на уровне модели изделия (см. параграф 2.2).

Модель, определенная стандартом, не предполагает хранения ссылки на модель изделия, поскольку использование модели должно полностью определяться данными, хранящимися в формате STEP. Но для того, чтобы обеспечить работу с системами, не поддерживающими стандарт STEP в полном объеме, необходимо иметь доступ к модели изделия в формате CAD-системы. Имеет смысл непосредственно включить эту информацию в модель, чтобы поместить эти данные под контроль универсального интегрирующего-комплекса, что существенно упростит поиск и защиту от внешних изменений.

Расширим модель изделия информацией о модели изделия в формате CAD-системы (CADjnodel). В терминах стандарта для этого можно использовать сущность «property_definition».

Стандарт напрямую не предусматривает хранения информации о типе CAD-системы, поскольку стандартом определяется универсальная форма представления, данных об изделии. Тем не менее, добавление признака CAD-системы, в которой разработана модель изделия, не нарушает этот принцип, а лишь указывает способ работы с моделью при необходимости работать с ней напрямую (например, когда та или иная система не поддерживает стандарт STEP).

Введем описанный признак типа CAD-системы в модель (CAD_type). Для этого унаследуем этот признак от сущности «property_definition» в терминах стандарта.

Третья проблема является более сложной. Для её решения предлагается расширить модель изделия своеобразной обратной связью для быстрого, доступа от всей сборки к отдельным частям и наоборот.

Проблема быстродействия решается в первую очередь оптимизацией алгоритмов (см. параграф 3.3). Но кроме этого необходима и поддержка алгоритмов в информационной модели.

Во-первых, обоснуем добавление указателя на изделие-сборку в каждое подизделие, которое входит в эту сборку. Из модели, определяемой стандартом, такую информацию можно получить, но это потребует подъема по дереву подизделий, что приведет к существенным временным затратам при большом размере дерева.

Непосредственное добавление указателя на изделие-сборку, с которой ведется работа, позволит:

избавиться от необходимости идти по дереву версий, чтобы найти корень дерева, то есть тем самым ускорить работу;

в случае возникновения каких-либо проблем сразу локализовать всю проблемную область.

Добавим указатель на изделие-сборку (assembly_root_usage_occurence), используя сущность «assembly_component _usage».

Во-вторых, предлагается добавить число подизделий в сборке в свойства изделия-сборки (component_count). Это позволит определять время работы и затраты памяти на выполнение алгоритма до его начала, а не в момент обхода дерева подизделий.

Принципы управления универсальным интегрирующим комплексом

Для решения поставленных задач прежде всего необходимо решить задачу выбора инструментария, а именно: языка программирования; способа построения архитектуры программного комплекса; использования стандартных библиотек.

Поскольку стандарт определяет спецификацию стандартизованного интерфейса доступа к данным (SDAI) в виде набора функций для языков С и C++, обеспечивающих доступ к объектам в репозитории, то имеет смысл остановиться именно на этих языках программирования. Это позволит легко интегрировать SDAI в универсальный интегрирующий комплекс.

Для проектирования универсального интегрирующего комплекса использовался пакет Rational Rose Enterprise Edition for Windows 2002.05.0.3 [17]. Этот пакет позволяет эффективно использовать UML для проектирования и легко обновлять проект и код программы [28].

Программный комплекс разрабатывался в среде Microsoft Visual C++ 6.0 [78, 82].

В программном комплексе использовалась стандартная библиотека шаблонов (STL, от англ. Standard Template Library) [69], а именно: vector - для хранения информации о подизделиях; тар и pair - для хранения конфигурационной информации. Программный комплекс получил название StepCAD.

Объем программного кода универсального интегрирующего комплекса без учета интерфейсного компонента для CAD-систем составляет более 3000 строк.

Архитектура универсального интегрирующего комплекса проектировалась на основе модели изделия, разработанной в параграфе 2.2.

Поскольку разработанная модель предназначена для внутреннего представления информации об изделии в универсальном интегрирующем комплексе, то элементы модели, не использующиеся напрямую, можно исключить, добившись тем самым ускорения работы комплекса. Полную версию модели можно использовать только при конвертации данных в формат STEP. Рисунок 24 содержит UML-диаграмму классов центрального модуля программного комплекса StepCAD. std::string sDescription - описание изделия; std:: string sVer - версия изделия; Product pParent - указатель на изделие-родитель; Product pTop - указатель на изделие-сборку; ProductProperties Properties - набор свойств изделия; ProductVector SubProducts - набор подизделий; Product() - конструктор для объектов Product; Product() - деструктор для объектов Product; toSTEP() - метод для вывода всей информации о продукте в формате STEP; toStringO - метод для вывода всей информации о продукте в текстовом формате в файл; CompareCADPDMO - метод сравнения информации о продукте, хранящейся в CAD-системе и в PDM-системе; DownloadFromPDM() - метод загрузки информации из PDM-системы во внутреннее представление центрального модуля; UploadToPDMO - метод выгрузки информации из внутреннего представления центрального модуля в PDM-систему; DownloadFromCADO - метод загрузки информации из CAD-системы во внутреннее представление центрального модуля; UploadToCADO - метод выгрузки информации из внутреннего представления центрального модуля в CAD-систему. Поля и методы класса ProductProperties: std::string sCADFile - полный путь к файлу модели изделия; std::string sCADType - тип CAD-системы; std::int iComponentCount - количество элементов в сборке; ParamDimMap mDimensions - таблица геометрических размеров; ParamDimMap mParameters - таблица параметров.

В качестве основы интерфейсного компонента для CAD-систем в состав комплекса включена библиотека GSCADLink [1].

Библиотека GSCADLink представляет собой СОМ-компонент (от англ. Component Object Model — объектная модель компонентов), т.е. подключаемый модуль, предоставляющий прикладной программе унифицированный программный интерфейс. Библиотека является разработкой компании «Глосис-Сервис» (Россия, Санкт-Петербург).

GSCADLink предоставляет прикладным системам набор функций для прямой работы с различными CAD-системами. Потенциальными пользователями библиотеки являются системы электронного документооборота, системы инженерных расчетов, PDM-, PLM-, ERP-, САРР-, MES-системы и т.д. Именно у этих систем возникает необходимость напрямую взаимодействовать с объектами CAD-систем для получения первичной информации из конструкторского проекта, а также записи обработанной информации обратно в проект. Это бывает необходимо в тех случаях, когда взаимодействие с CAD-системами через файловый интерфейс оказывается недостаточным или неэффективным.

Основное назначение модуля GSCADLink - обеспечить программистам-разработчикам прикладных систем удобный доступ к объектам CAD-систем. и их данным. Получив доступ, прикладная система может эти данные обработать, отредактировать их, сформировать новые и послать их обратно для записи в те объекты, в которых такие возможности предусмотрены.

Архитектура интерфейсного компонента для CAD-систем

Разработан интерфейсный компонент для PDM Step Suite [9], предоставляющий два основных интерфейса: функция STEPCADToPDM() для загрузки информации об изделии, хранящейся в центральном модуле, в PDM-систему; , функция PDMToSTEPCAD() загрузки информации об изделии из PDM-системы в центральный модуль. Также разработано несколько дополнительных функций для работы с версиями и конфигурацией изделия в PDM-системе.

Результаты эксплуатации системы

Тестирование и отладка программного комплекса проводилось на примере взаимодействия PDM-системы PDM Step Suite и CAD-систем SolidWorks и PRO/E.

Опытная эксплуатация программного комплекса с предложенной архитектурой позволяет говорить о следующих достоинствах предлагаемого метода: высокая степень универсальности предлагаемого решения, его применимость для решения многих задач; простота расширения программного комплекса другими CAD- и PDM-системами, а также модулями расширения. При этом изменения, вносимые в центральный модуль для поддержки новой функциональности, минимальны; унификация взаимодействия с PDM- системами и CAD-системами; относительная независимость центрального модуля от изменений, вносимых в API PDM-систем или CAD-систем. Как результат, добавление новых систем производится по уже имеющемуся "образцу", а внедрение и поддержка программного комплекса - по аналогичным сценариям.

Кроме того, предложенное решение позволяет существенно расширить возможности стандарта по взаимодействию с CAD- и PDM-систем. Например, оно позволяет определять ключевые характеристики изделий (масса, размеры, авторство) независимо от исходной системы и корректно их обрабатывать [36]. Так, проводился тест для изделия, импортированного в PDM-систему, размеры которого затем изменялись, и проводился экспорт в CAD-систему. Размеры модели в CAD-системе соответственно изменялись.

Поскольку в основе архитектуры универсального программного комплекса лежит дополненная модель (см. параграф 2.2), то комплекс позволяет не только экспортировать информацию об изделии, но и сопровождать её всем необходимым.

Так, был реализован и опробован подход, при котором исходный файл модели в формате CAD-системы хранится в качестве документов PDM-системе. При таком подходе изменения файла контролируются PDM-системой, а сам файл неразрывно связан с описанием- изделия в PDM-системе. Такая функциональность оказалась очень удобной при работе и частом обращении к обеим системам.

Кроме того, архитектура комплекса позволяет оптимизировать работу PDM-системы. Так, например, файл в формате CAD-системы было решено привязать не к каждому изделию из числа одинаковых, а только к одному из них, в то время как остальные только ссылаются на него. Все это стало возможным благодаря тому, что центральный модуль обладает гораздо большей информацией о логике организации изделия, чем обменный файл.

Тестовая система представляет собой персональный компьютер со следующими характеристиками: процессор Intel Celeron 430 1.8 ГГц; объем оперативной памяти 512 Мб; объем жесткого диска 160 Гб.

Тестирование разработанного программного комплекса проводилось при отключенных ресурсоемких процессах для минимизации их влияния на полученные результаты. Каждый эксперимент проводился пять раз, полученные значения усреднялись. При этом каждое из полученных пяти значений отличалось от среднего не более, чем на 5%, что позволяет считать полученные данные достоверными.

Эксперименты проводились для фотометра, рассмотренного в параграфе 2.3, для которого количество элементов n = 40, максимальный уровень узла Lmax = 3, степень каждого узла М = 3, количество новых версий между двумя обновлениями в PDM-системе С = 3, коэффициент уменьшения числа версий при сохранении только интересующих,пользователя версий W = 3.

Сравним рассчитанное в (12) значение критерия эффективности оптимизированных алгоритмов и значение, полученное в результате эксплуатации системы. Сравнение произведем для всех трех алгоритмов, для каждого в двух вариантах - до и после оптимизации.

Для получения.. результатов на разработанном программном комплексе была введена регистрация времени в начале и конце каждого из алгоритмов (Т); а также в начале и конце каждой элементарной, операции (t), например, сравнения элемента в CAD-системе с элементом в PDM-системе. Отметки времени сохранялись с точностью до миллисекунды. Для базового варианта алгоритмов и оптимизированного варианта алгоритмов проводилось по три эксперимента.

Похожие диссертации на Разработка и исследование модели сложного инженерно-технического изделия и алгоритмов интеграции CAD и PDM систем на базе стандартов ISO