Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ изделий машиностроения с учётом условий эксплуатации 6
1.1 Назначение и классификация изделий машиностроения в CALS-технологиях 6
1.2 Системы производства и эксплуатации изделий машиностроения 11
1.3 Анализ современного состояния производства и эксплуатации изделий лесопромышленного комплекса 15
1.4 CALS-технологии в производстве изделий лесопромышленного комплекса 26
1.5 Цель диссертационной работы и основные задачи исследования 31
2 Моделирование процессов производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения 33
2.1 Структура производственной системы производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения 33
2.2 Функциональная модель производственной системы 42
2.3 Функциональная модель процесса эксплуатации и ремонта изделия лесного машиностроения , 51
2.4 Параметрическое моделирование процессов эксплуатации и ремонта изделий лесного машиностроения 54
2.5 Выводы 58
3 Разработка моделей технической подготовки производства изделий с учётом эксплуатации 59
3.1 Формализация процессов создания изделий машиностроения 59
3.2 Структурное моделирование процесса конструкторской подготовки производства 71
3.3 Структурное моделирование процесса технологической подготовки производства 75
3.4 Структурное моделирование процессов эксплуатации и ремонта 78
3.5 Моделирование технической подготовки производства с учётом эксплуатации 81
3.6 Интеграция функциональных и математических моделей технической подготовки производства, изготовления и ремонта изделий лесного машиностроения 92
3.7 Выводы 96
4 Разработка алгоритмов интеграции процессов производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения 97
4.1 Интегрированная информационная модель данных процессов технической подготовки производства и эксплуатации 97
4.2 Алгоритм работы системы моделирования процессов производства и эксплуатации 101
4.3 Алгоритм учёта условий эксплуатации на этапе конструкторско-технологического проектирования 103
4.4 Алгоритм передачи данных между системами управления данными об изделии и электронных таблиц 108
4.5 Алгоритм передачи данных между системами управления данными об изделии и потребителем 112
4.6 Алгоритм передачи данных между системами управления данными об изделии и управления производством 113
4.7 Выводы 114
5 Разработка программного комплекса интеграции процессов производства и эксплаутации изделий лесного машиностроения 116
5.1 Анализ результатов имитационного моделирования 116
5.2 Адаптация системы управления данными об изделии «Лоцман» .118
5.3 Адаптация системы управления данными об изделии «PSS» 127
5.4 Создание программного комплекса 133
5.5 Разработка интерактивных электронных технических руководств для машиностроительных изделий 146
5.6 Выводы 152
6 Заключение 153
Словарь терминов 155
Список использованной литературы
- Назначение и классификация изделий машиностроения в CALS-технологиях
- Структура производственной системы производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения
- Формализация процессов создания изделий машиностроения
- Интегрированная информационная модель данных процессов технической подготовки производства и эксплуатации
Введение к работе
Развитие инструментального оснащения разработчиков изделий лесного машиностроения стремительно изменяется. На смену логарифмической линейке, кульману, ластику и карандашу пришли рабочие станции, графические и моделирующие программные комплексы и т.п. Это позволяет автоматизировать работу специалистов по отработке конструкторской и технологической документации вплоть до изготовления.
Однако иногда принятие проектных решений, разработка первичного облика создаваемой системы, в силу эвристичности применяемых процедур, по-прежнему ведется по устаревшим технологиям. И это несмотря на то, что на этом этапе принимается до 80% решений определяющих основное устройство и, соответственно, затраты на создание.
В большинстве случаев на предприятиях лесного машиностроения требуется проведения ряда неотложных мероприятий, которые должны обеспечить не только выживаемость в условиях современной экономической ситуации, но и выход на рынок с продукцией, не уступающей по потребительским качествам мировым лидерам в области машиностроения.
Эталоном современной организации процессов проектирования, разработки, производства изделия на основе стандартизации методов представления данных на каждой стадии жизненного цикла и безбумажного электронного обмена данными выступают CALS-технологии (ИПИ-технологии). Концепция CALS-технологий активно реализуется на Западе. В России же, ввиду отсутствия отечественной нормативной базы, позволяющей перейти от традиционных методов организации процессов проектирования, производства, испытаний, основанных на бумажном документообороте, и наличия других факторов, CALS-технологии пока находят применение в наукоёмких, передовых отраслях промышленности, таких как авиакосмической, автомобильной и т.п.
Внедрение подобных технологий на отечественных предприятиях актуально. Это связано, прежде всего, со спецификой производства (и сложность изделий, многономенклатурность, сжатые сроки изготовления, а также высокие требования к качеству изделий), которая накладывает дополнительные условия на процесс производства.
Эффективность внедрения базируется на комплексном применении программных систем, реализации параллельного инжиниринга, сквозном и взаимосвязанном процессе проектирования и подготовки производства,
обеспечении управления информационными ресурсами предприятия. Сложность стоящих задач и ограниченность имеющихся ресурсов предопределила поэтапный порядок их реализации в рамках долгосрочного проекта.
Одной из главных задач реализации комплексного подхода к внедрению CALS-технологий явилось четкое определение требований к информации об изделии на протяжении всего его жизненного цикла и их преобразование в стандартные электронные форматы, которые положительным образом влияют на качество, себестоимость изделий и связанные с ними планы производства, кооперированные поставки и т.д.
Внедрение CALS-технологий в условиях единичного производства позволило бы оптимизировать выполнение работ на всех этапах жизненного цикла продукции и, в конечном итоге, сократить временные и финансовые затраты при производстве сложной продукции. В среде CALS-технологий такой инструмент, как управление данными об изделии (PDM), может играть ключевую роль как средство, позволяющее осуществлять создание, доступ, распределение, надежное управление и контроль за едиными обновляемыми хранилищами информации.
Таким образом, тема является актуальной на данном этапе развития лесного машиностроения и для её рассмотрения необходимо выполнить в рамках исследования следующие задачи:
Провести системный анализ жизненного цикла изделий лесного машиностроения и определить перспективные методы повышения эффективности конструкторско-технологического проектирования.
Разработать функциональные модели процессов конструкторско-технологического проектирования, производства и эксплуатации изделий.
Разработать математические модели конструкторско-технологического проектирования, производства и эксплуатации изделий.
Создать интегрированную модель данных жизненного цикла изделий лесного машиностроения.
Разработать методы и алгоритмы интеграции процессов производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения.
Назначение и классификация изделий машиностроения в CALS-технологиях
Машиностроение - наиболее крупная комплексная отрасль, определяющая уровень научно-технического прогресса во всей экономике, поскольку обеспечивает все отрасли машинами, оборудованием, приборами, а население — предметами потребления. Машиностроение включает также металлообработку, ремонт машин и оборудования [86, 91].
Наукоёмкие отрасли машиностроения: тонкое, точное, прецизионное машиностроение. Эта группа отраслей включает электронную и радиопромышленность, производство точных машин, станков, приборов и инструмента, робототехнику, ракетно-космическую технику и выделяется наименьшей металлоемкостью и наибольшей трудо- и наукоёмкостью. Технологический процесс сводится в основном к точной механической обработке и сборке [12, 104, 105].
Автостроение является типичным представителем среднего машиностроения, производящего сложные машины и оборудование средних габаритов для отраслей народного хозяйства, специализированного по стадиям технологического процесса, с развитым кооперированием и ориентацией основного производства на районы концентрации квалифицированных трудовых ресурсов, выделяющиеся высокой технической культурой.
Автомобильная промышленность включает предприятия по производству автомобилей всех видов, автобусов, троллейбусов, мотоциклов, велосипедов, а также автомобильных, мотоциклетных, велосипедных и лодочных двигателей и запасных частей.
Тяжелое машиностроение включает производство оборудования для металлургических предприятий, горношахтного, горнорудного, крупного энергетического и подъёмно-транспортного оборудования, тяжёлых станков и кузнечно-прессовых машин, а также других металлоёмких и крупногабаритных изделий.
Сельскохозяйственное машиностроение включает предприятия по производству сельскохозяйственных машин для механизации всех видов сельскохозяйственного производства (обработка почвы, посев культур, сбор урожая), в том числе в животноводстве.
Тракторное машиностроение включает предприятия по производству тракторов, тракторных и комбайновых двигателей, специализированные предприятия по производству агрегатов, узлов, деталей и запасных частей к тракторам. Классификация изделий машиностроения Изделия машиностроения можно классифицировать по отношению к отраслям применения: - машиностроение для межотраслевых производств (электронная и радиопромышленность, приборостроение, станкостроительная и инстру ментальная, подшипниковая промышленность и др.); - производство оборудования для отраслей народного хозяйства (строительно-дорожное машиностроение, транспортное, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение и др.); - для отраслей промышленности (энергетическое машиностроение, металлургическое, горношахтное и горнорудное машиностроение, химическое машиностроение, производство технологического оборудования для текстильной промышленности и др.); - для непроизводственной сферы (коммунальное машиностроение, производство бытовых приборов и машин, военная техника и др.).
По металлоёмкости изделия можно отнести к: - тяжелому машиностроению; - общему машиностроению; - среднему машиностроению.
Общее машиностроение — эта группа машиностроительных отраслей, характеризующаяся средними нормами потребления металла, энергии, невысокой трудоемкостью. Предприятия общего машиностроения производят технологическое оборудование для нефтеперерабатывающей, химической, бумажной, лесной, строительной промышленности, дорожные и простейшие сельскохозяйственные машины. Преобладают специализированные предприятия, связанные с изготовлением заготовок и сборкой конструкций, агрегатов и деталей, поставляемых в порядке кооперации. Ряд предприятий, выпускающих оборудование для отраслей промышленности с химической технологией, нуждается в специальных видах сталей, цветных металлов и пластмасс [40, 85, 86].
Общее машиностроение отличается широким развитием межотрас левых и внутриотраслевых связей, основанных в значительной мере на производственном кооперировании. Его связи с другими межотраслевыми комплексами служит одним из важнейших условий функционирования единого народнохозяйственного комплекса страны. Выпуская орудия труда для разных отраслей народного хозяйства, оно реализует достижения научно-технического прогресса, обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию производства.
Для развития транспорта, торговли и сельского хозяйства особую важность имеет именно группа отраслей общего машиностроения, т.к. она поставляет наибольшее количество техники (локомотивостроение, судостроение, сельскохозяйственное машиностроение и т.д.). Огромное влияние оказывает она и на другие отрасли народного хозяйства.
Методы повышения качества производства в соответствии с концепциями CALS-технологий CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) - концепция и идеология информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) продукции на всех его стадиях, основанная на использовании единого информационного пространства (интегрированной информационной среды - ИИС), обеспечивающая единообразные способы взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная в форме международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными [22, 23, 28, 29].
В соответствии с этим определением ИИС должна содержать доступные (в соответствии с установленными регламентами) всем участникам ЖЦ данные, во всех деталях описывающие продукцию (изделия), выпускающее эту продукцию предприятие и протекающие в нем организационно-деловые и технологические процессы (бизнес-процессы). В последние годы методы и идеи CALS и основанные на них информационные технологии находят применение и в России, в первую очередь на предприятиях оборонного комплекса, поставляющих свою продукцию на внешний рынок.
Целью применения CALS как концепции организации и информационной поддержки деятельности предприятий является повышение эффек тивности процессов разработки, производства, послепродажного сервиса, эксплуатации изделий за счёт ускорения процессов исследования и разработки продукции, сокращения издержек при производстве и эксплуатации продукции, приданию изделию новых свойств и повышению уровня сервиса в процессах эксплуатации и технического обслуживания. Основные задачи CALS [41, 45, 67, 69, 101, 102]: - структурирование и моделирование данных об изделиях и процессах; - обеспечение эффективного управления и обмен данными между всеми участниками жизненного цикла изделий; - создание и сопровождение документации, необходимой для поддержки всех этапов жизненного цикла изделий. Основной проблемой мешающей эффективному управлению данными об изделии являются большой объём информации и коммуникационные барьеры между участниками жизненного цикла. Основной путь решения этой проблемы - создание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников жизненного цикла продукции [22, 29, 50, 54, 55, 67].
Структура производственной системы производства и эксплуатации изделий лесного машиностроения
В рамках предприятия действует несколько отделов, в том числе -отдел материально-технического обеспечения (отдел снабжения, склад), производственно-технический отдел (технический отдел, отдел маркетинга, цеха), каждый из них включает в свой состав ещё множество подразделений. Так, например, к производственно-техническому отделу относится технический отдел, который включает в себя конструкторе ко-технологическое бюро, кроме технического отдела в структуру ПТО входят цеха - сварочный, механический и участок капитального ремонта и т.п.
Каждый отдел имеет руководителя и подчиненных (рабочих). Если рассматривать производственно-технический отдел, то к нему относятся конструкторы, разработчики, технологи. К отделу материально-технического обеспечения относятся механики, электрики, энергетики, водители, слесари-ремонтники, слесари-сантехники. В цехах работают мотористы, сварщики, фрезеровщики, токари, ремонтники и т.п.
Во главе всей организации генеральный директор. Как и на любом другом предприятии существуют специалист по гражданской обороне (ГО), специалист по охране труда, специалист общего отдела (отдел кадров) и юрист-консультант. В целом структурная схема предприятия представлена на рис.2.1, отражающем иерархию подчинения сотрудников на предприятии, начиная с руководителя предприятия и заканчивая рабочими. Кроме того, на схеме представлена структура предприятия по отделам, отображены все существующие подразделения и указано их иерархическое подчинение [5, 60, 87].
Функции технической подготовки производства Важную роль в жизненном цикле изделий машиностроения имеет техническая подготовка производства, включающая в себя конструкторскую подготовку производства, связанную с конструированием изделия и разработкой технической документации, необходимой для изготовления, эксплуатации и утилизации изделия, и технологическую подготовку производства, связанную с проектированием методов и средств производства и созданием производственных систем для изготовления, эксплуатации и утилизации изделия. Основные функции технической подготовки производства в производственной системе реализуются в системе проектирования. Функционирование системы проектирования начинается с разработки проекта изделия, удовлетворяющего потребность заказчика. На основании проекта изделия, в котором определено назначение, конструктивно-технологические, эксплуатационные и другие свойства и характеристики изделия, проектируются системы производства, эксплуатации, распределения и утилизации изделия [4, 5].
Конструкторская подготовка производства заключается в проектировании и освоении новой продукции и совершенствовании выпускаемой. Цель функционирования подсистемы конструкторской подготовки произ водства можно определить как изготовление всей необходимой конструкторской документации для обеспечения выпуска машиностроительной продукции для лесного комплекса. Конструкторское проектирование осуществляется в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), предусматривающей следующие этапы (стадии) разработки [60, 61, 87, 98]: - техническое задание, определяющее назначение изделия (продук ции), его технические характеристики, показатели качества, технологиче ские, организационные и экономические условия производства, требова ния к конструкторской документации. Техническое задание составляет за казчик для организации-разработчика проекта. Разработчиками являются конструкторские бюро, научно-исследовательские институты, конструк торские отделы предприятий; - техническое предложение, содержащее технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия на основании анализа технического анализа заказчика и встречных вариантов проектно технологических решений по изделию, всесторонней оценки всех возмож ных решений с учетом современного состояния проблемы. После согласо вания предложения с заказчиком и утверждении его в установленном по рядке оно является основанием для разработки эскизного проекта; - эскизный проект, состоит из графической части, представляющей собой совокупность конструкторских документов (чертежей), раскрывающие конструкторские решения с указанием параметров, габаритных размеров, дающих общее представление о новом изделии, и пояснительной записки с расчетами основных параметров изделия, описанием принципов его работы, эксплуатационных особенностей. На основании утвержденного вышестоящей организацией эскизного проекта разрабатывается технический проект; - технический проект, так же, как и эскизный, состоит из графической части и пояснительной записки, содержащих окончательные техниче ские решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и его отдельных узлов и исходных данных для разработки рабочей документации. Указывается так же максимально возможный уровень унификации и применения стандартных сборочных единиц и деталей, приводятся результаты экспериментальных работ по повышению технологичности конструкции. Техническое проектирование часто сопровождается изготовлением макета изделия; - рабочий проект. В нем содержатся рабочие чертежи на каждую де таль изделия (деталировка) с указанием марки материала, массы детали и других конструктивных данных. ЕСКД устанавливает следующие основные требования к выполнению рабочих чертежей: - оптимальное применение стандартных и покупных изделий, осво енных ранее производством и соответствующих современному уровню техники; - рациональное ограничение номенклатуры размеров, предельных отклонений конструктивных элементов, а также марок и сорта материалов и покрытий; - достижение необходимой степени взаимозаменяемости деталей и узлов, наивыгоднейших способов изготовления и ремонта изделий, а также максимального удобства в эксплуатации.
В настоящее время все перечисленные стадии конструкторской подготовки используются при создании лишь принципиально новых либо особо ответственных видов продукции. В остальных случаях, как правило, применяется двух стадийное проектирование, при котором совмещаются разработка технического и рабочего проектов, а в ряде случаев опускается также стадия эскизного проектирования.
Технологическая подготовка производства обеспечивает полную готовность предприятия к выпуску новой продукции с заданным качеством, что, как правило, может быть реализовано на технологическом оборудовании, имеющем высокий технический уровень, обеспечивающий минимальные трудовые и материальные затраты. Под термином «технологическая подготовка производства» понимают формирование необходимой информации о последовательности и содержании работ по обеспечению производства изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объемах выпуска и затратах [4, 42, 60, 61].
Формализация процессов создания изделий машиностроения
Математические модели можно представить не только с помощью системы простых (алгебраических) или дифференциальных уравнений или записать эти уравнения в форме симплексной таблицы, но и с помощью теории алгоритмизации.
Теория алгоритмизации - это дисциплина, изучающая методы и приемы алгоритмизации сложных систем. Алгоритмизация - это процесс формулирования математического описания (математической модели) поведения системы с той или иной степенью полноты и уровнем формализации. В процессе алгоритмизации могут использоваться методы моделирования, теории исследования операций, статистического анализа, теории решений конфликтных ситуаций, инженерной психологии и др. [6, 97].
Концептуальная модель создания изделий с учётом эксплуатации охватывает этапы конструкторского проектирования, технологической подготовки производства и этапа эксплуатации изделий. Взаимосвязь этих этапов обеспечивает единое информационное пространство субъектов производства и использования продукции.
Изделия машиностроения и средства обеспечения их жизненного цикла являются сложными техническими системами. Одним из важнейших факторов, определяющих эффективность сложной технической системы, является её структура, характеризующая состав и взаимосвязь элементов этой системы. При структурном моделировании сложных систем широко используется аппарат теории множеств и теории графов. Однако традиционный аппарат теории множеств и графов не имеет развитых средств описания разнородных и разнообразных свойств объектов, моделируемых элементами множества или вершинами и рёбрами графа, что затрудняет практическое применение данного аппарата при моделировании технических, организационно-экономических и других реальных систем. Указанный недостаток математического аппарата обычных множеств и графов во многом устраняется при использовании полихроматических множеств и графов. В качестве исходных данных для создания моделей, как математических, так и функциональных выступает информация об аналогичных существующих изделиях или подобных, на основе которых путём модификации модно создать новое изделие и процессах, выполняемых на этапах конструкторско-технологического проектирования и этапах эксплуатации. Исходными данными для создания изделия выступают не только требования к геометрическим характеристикам, таким как длина, высота, толщина, физическим, таким как масса, объём, но и расчётным, таким как максимальный крутящий момент, момент инерции и т.д., эксплуатационным, таким как ремонтопригодность, надёжность и т.д. и другим. Учёт всех этих данных усложняет создание моделей, поэтому при создании моделей требуется абстрагирование и декомпозиция изделий [8, 10, 31, 88, 89, 92, 95].
Важными факторами, учитывающимися при создании моделей, являются факторы, описывающие использование изделия, область его применения, условия эксплуатации, экологическое влияние и т.д. Эти факторы могут быть получены на этапе эксплуатации пробной партии продукции или подобной продукции, имеющей схожие характеристики и назначение.
Процессы образуют непрерывный жизненный цикл изделия, начинающегося с процесса конструирования, где входными данными для начала работы над чертежами и макетами изделий являются результаты использования аналогичных изделий или ориентировочные расчёты по надёжности, эргономике изделий. В ходе разработки нового изделия происходит оформление документации в виде спецификаций, чертежей, проектировочных расчётов, которая поступает на следующий этап жизненного цикла — технологическая подготовка производства, на котором составляются технологические карты, маршруты использования оборудования для производства изделия. При этом связь между этапом конструирования и этапом технологической подготовки производства является двусторонней, поскольку зачастую на практике нет возможности изготовить запланированную конструктором деталь, в этом случае требуется откорректировать изделие в соответствии с существующим технологическим оборудованием и оснасткой. Далее после изготовления изделие поступает к заказчику или потребителю, который использует его исходя из своих потребностей в соответствии с той документацией, которая сопровождает изделие. На этом этапе продолжается жизненный цикл изделия, он используется для сбора сведений об отказах, изменении условий применения, эргономических недостатках и других. Собранная таким образом информация передаётся на этап конструкторского проектирования, косвенно оказывая влияние на технологическую подготовку производства. Информация используется для конструирования и производства новой версии изделия или аналогичной продукции, образуя тем самым спиралеобразный жизненный цикл изделия. Отсутствие взаимосвязи между процессами привело бы к нарушению и замедлению процессов конструкторско-технологического проектирования, что в свою очередь оказало влияние на использования изделия на этапе эксплуатации путём снижения качества продукции и востребованность его потребителем.
Интегрированная информационная модель данных процессов технической подготовки производства и эксплуатации
В качестве элементов интегрирующей информационной модели выступает информация, которая может быть поделена на две категории: - поступающая извне (технико-экономические условия на проектирование, государственные стандарты и нормативные акты, сведения об оборудовании и технологических процессах, спрос на изделие, методики расчёта оборудования, материалов, прибыли); - формирующаяся в самой модели (прототипы изделия, чертежи, технологические карты, маршрутные карты, информация о результатах испытаний, используемое оборудование и материалы).
Информационная модель учитывает не только информацию об этапах конструкторско-технологического проектирования и производства, но и эксплуатации. В числе данных о внешних факторах, влияющих на используемую технику (вид деревьев, бонитет т.д.) и непосредственно зависящий от характера применения являются сведения о надёжности элементов и самого изделия. Эти сведения собираются на этапе эксплуатации и используются на этапе конструкторско-технологического проектирования для модернизации и модификации изделий [1, 4, 5, 7, 13, 30, 32,60, 61, 68].
Процессы и подпроцессы в зависимости от типа результата, получаемого на выходе, классифицированы на материальные и информационные. Первые связаны с получением или распределением материального ресурса -они разделены на производственные и распределительные, вторые поделены на: процессы работы над проектом, процессы, адресующие процессы. Создание интегрирующей информационной модели данных об изделии
Модель данных (рис.4.1) для информационной поддержки процессов конструкторе ко-технологическо го проектирования, производства и эксплуатации построена на основе объектно-ориентированного подхода, расширяющая модель А.В. Белоусова.
В множества Ак, Мк могут входить как собственные атрибуты класса и методы, так и элементы соответствующих множеств других классов одной модели предметной области.
С классами объектов оперируют на этапах конструктореко-технологического проектирования, производители и потребители оперируют с экземплярами объектов (или объектами) ЄІЄЕ. Каждое изделие может иметь несколько реальных воплощений, каждое из которых может отличаться от задуманного конструктором. Описание экземпляра изделия может содержать информацию о создании и использовании, включая сведения о проведённом техническом обслуживании и ремонте, заменяя Экземпляр изделия
В информационной модели данных жизненного цикла изделий лесного машиностроения для описания конкретных элементов определены абстрактные классы технологий, структуры изделия, свойств и связей. Эти абстрактные классы используются для описания дочерних классов, имеющих практическую реализацию в виде объектов - экземпляров изделия. В зависимости от типа абстрактного класса различают и соответствующие ему классы [2, 47, 49, 83].
Абстрактный класс технологий описывает классы технологических процессов, операций; переходов; позиций, маршрутов. Абстрактный класс структуры изделия описывает классы изделий деталей и конструктивных элементов. Абстрактный класс свойств описывает классы функций, которыми могут выступать рабочие компоненты и функции преобразования. Абстрактный класс связей описывает классы ревизии, требований, сборки, ограничений, модификации и контроля.
Эти классы входят в класс процесса проектирования. Для описания класса процессов производства и эксплуатации используются классы описывающие экземпляры изделий, деталей
Перечисленные классы находятся в различных типах отношений: ассоциация, агрегация, обобщение, зависимость.
Модель данных обеспечивает: целостность данных, представление информации на различных уровнях абстракции, расширение иерархии классов, задание ограничений, различными представлениями данных.
Для организации адекватного обмена информацией между моделью данных прикладной программы и моделью данных об изделии возможно использование стандарта STEP [23, 72, 88, 89].
Интегрированная модель объединяет разработанные математические, структурные, функциональные и информационные модели в композицию моделей, используемых для всестороннего рассмотрения объекта исследования.
Необходимость объединения разнообразных программ в единую систему, используемую для конструкторско-технологического проектирования, обусловлена созданием единого информационного пространства, объединяющего всех участников жизненного цикла продукции. Система поддержки жизненного цикла продукции является ядром комплекса, вокруг которого объединяются системы обеспечивающие функционирование предприятия, как со стороны проектирования, так и со стороны обеспечения, управления производства [20, 24, 42, 51, 68, 98, 99].
Для обеспечения взаимодействия разнообразных систем друг с другом требуется предоставить передачу информации из единого хранилища данных, которое обеспечивается системой управления жизненным циклом, с прочим программным обеспечением [21, 47, 83].
Для создания интегрированной среды необходимо использование системы управления данными, построенной на современных технологиях, например COM (Component Object Model - многокомпонентная модель объектов). В технологии СОМ приложение предоставляет для использования свои службы, применяя для этого объекты СОМ. Одно приложение содержит как минимум один объект. Каждый объект имеет один или несколько интерфейсов. Каждый интерфейс объединяет методы объекта, которые обеспечивают доступ к свойствам (данным) и выполнение операций. Обычно в интерфейсе объединяются все методы, выполняющие операции одного типа или работающие с однородными свойствами [2, 11, 49, 83].
Клиент получает доступ к службам объекта только через интерфейс и его методы. Этот механизм является ключевым. Клиенту достаточно знать несколько базовых интерфейсов, чтобы получить исчерпывающую информацию о составе свойств и методов объекта. Поэтому любой клиент может работать с любым объектом, независимо от их среды разработки. Согласно спецификации СОМ, уже созданный интерфейс не может быть изменен ни при каких обстоятельствах. Это гарантирует постоянную работоспособность приложений на основе СОМ, невзирая на любые модернизации.
Объект всегда работает в составе сервера СОМ. Сервер может быть динамической библиотекой или исполняемым файлом. Объект может иметь собственные свойства и методы или использовать данные и службы сервера.
Для доступа к методам объекта клиент должен получить указатель на соответствующий интерфейс. Для каждого интерфейса существует собственный указатель. После этого клиент может использовать службы объекта, просто вызывая его методы. Доступ к свойствам объектов осуществляется только через его методы.
