MPLM IG™ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ │ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА │ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

10.04.2017

Развитие компьютерного моделирования

Фардад Азарми, преподаватель магистерской программы «Новые производственные технологии и материалы» Сколковского института науки и технологий. Совместный проект «ПостНаука» и «Сколтеха»


       
Моё мнение  –  об итогах и перспективах развития систем компьютерного моделирования:
Моделирование – это неотъемлемая часть производства физических объектов. Моделирование не заканчивается на создании геометрической CAD 3D модели – объекта производства, так или иначе в процессе производства моделируется не только сам объект производства, но и физические операции, совершаемые над объектом. При разработке правил моделирования следует старятся консолидировать структурированные данные об объекте и операциях в одном кластере базы данных, в идеале – все данные для производства должны хранится в одном файле, например, в формате 3D XML. Из которого можно получить данные в объёме необходимом для выполнения производственных или сопутствующих операций. При изменении данных, информационному объекту должна присваиваться ревизия с информацией об изменениях, что должно отражаться у всех пользователей в реальном времени.
Информацию следует создавать один раз, действия, направленные на создание объёма информации об объекте не должны повторятся. Один раз созданная информация, должна использоваться повторно всеми участниками производства в частности и участниками жизненного цикла изделия в общем.
Объём информации создаваемы при моделировании, должен быть одинаково понятен как человеку, так и системам автоматизации. Смоделированный виртуальный объект должен быть интероперабельным и взаимодействовать со всеми прикладными объектно-ориентированными IT-системами без изменения данных.
Как верно заметил Фардад Азарми в своей лекции, современные системы моделирования не отвечают потребностям всех участников производства, но это не значит, что стоит использовать САПР только как удобный кульман для повышения производительности моделирования. Системы моделирования возможно модифицировать интегрируя с различными прикладными приложениями, создавая уникальные системы моделирования под персональные потребности предприятия. Моделирование должно обеспечивать повышение производительности всех участников: руководителей, сварщиков, слесарей, продавцов и т.д. И этого возможно добиться в высокой мере с использованием современных технологий моделирования – это вопрос методологии.

Стенограмма лекции

Автоматизированное моделирование ― это общее название для разных типов программ, позволяющих нам создавать рисунки, чертежи объектов, а также документы, которые могут быть поняты разными людьми, вовлеченными в процесс поддержки производства или другую деятельность, связанную с созданием различных промышленных объектов. Идея сделать чертеж и зафиксировать, как будет выглядеть объект, появилась много лет назад. Вы можете поехать в Персеполь в Иране или на Акрополь в Греции и увидеть, что, когда инженеры того времени, жившие две-три тысячи лет назад, хотели построить эти здания, они сначала делали чертеж на листе папируса или бумаги. Инженеры или строители, которые хотели возвести эти здания, могли взглянуть на эти бумаги или камни, на которых были нарисованы чертежи, и в процессе строительства следовать этим «картам», инструкциям.
Изначально чертежи использовали только для зданий, но с развитием технологий люди начали использовать инженерные чертежи и для технических устройств, деталей и так далее. Вы можете заметить, что у Леонардо да Винчи есть много чертежей его летательной машины и летательного аппарата. Он зарисовывал на бумаге то, что пришло ему в голову. Он так и не смог построить эти аппараты, но позднее, основываясь на его зарисовках, люди придумали, как разработать и построить что-то, что действительно сможет летать. И так было с разными областями технологий и промышленности.
Затем инженеры ввели новые термины в области производства ― «инженерная графика», «технический чертеж». Тем самым они создали единый для всех инженеров стандарт, который позволяет им понять любой чертеж и не зависит от того, какой у них родной язык. Вот почему сегодня вы можете увидеть, как у инженера в Японии возникает идея, он ее зарисовывает, отправляет в Россию. А инженеры в России, не зная японского языка, могут просто посмотреть на чертеж и сразу понять, в чем состояла задумка японского инженера, и создать нужный объект.
С появлением новых технологий, особенно с появлением в производстве компьютеров, какие-то гениальные разработчики начали создавать программы, которые помогали инженерам рисовать линии и создавать чертежи. И эти программы стали очень популярными, потому что они очень сильно облегчали людям жизнь. Раньше для создания чертежей им приходилось использовать разные инструменты, а теперь они просто сидят перед компьютером и делают то, что им нужно. Изначально такие программы разрабатывались для создания двухмерных чертежей, которые можно потом послать строителям или механикам, чтобы они могли создать нужный объект. С добавлением в этот двухмерный чертеж третьего измерения люди смогли при помощи этих компьютерных программ делать 3D-модели. Количество таких программ увеличилось, в соответствии со своими запросами люди создавали новые программы в новых областях, и большинство из них могло делать 3D-модели деталей, оборудования, инструментов и механизмов.
С развитием технологий и появлением программ для моделирования между ними началось взаимодействие. Появилось новое оборудование, которое было соединено с компьютерами. И данные с компьютера могли быть конвертированы в некий язык, который это оборудование ― штамповальные машины или сварочные станки ― понимает. Теперь, получив чертеж детали или оборудования, оно сразу узнает, какую работу нужно проделать над этими деталями. Автоматические станки ― отличный пример. Деталь на них фрезеруют, основываясь на чертеже или модели, заданной компьютеру, который соединен со станком.
Одна из новейших разработок в этой области ― это аддитивное производство. Его суть состоит в том, что если мы можем создать модель, то мы загружаем ее в компьютер, а компьютер отправляет ее на оборудование. Основываясь на информации о размере, геометрии и форме модели, а также на других жизненно важных для производства критериях, конечная машина может создать нужный объект, используя данные, полученные с изначальной модели.
Вот пример. Есть машины, которые были созданы много лет назад, но или они целиком, или их части, исторические детали до сих пор используются. Их нельзя трогать, и их оригинальные чертежи больше не доступны. У нас есть особые машины, 3D-сканеры, с помощью которых можно просканировать деталь и создать ее модель. Далее эту модель можно дать машине, работающей по принципам аддитивного производства, и она сможет создать точно такую же деталь. Все дополнительные шаги, которые были в традиционных технологиях производства, исчезли ― мы просто смотрим, наблюдаем, создаем модели, и с помощью этих моделей, которые наши конечные машины ― инструменты производства ― могут понять, мы создаем эти детали. Это называется одношаговой линией производства, которая возможна только при использовании программ автоматического моделирования.
Все это интересное развитие технологий стало возможным, только когда появились программы автоматического моделирования. Однако в этой области осталось еще много проблем. Нужно сделать эти программы более удобными в пользовании, ввести в них новые функции для строителей, слесарей-механиков, инженеров, чтобы они могли использовать их, добавлять в чертежи все, что им нужно. Я хотел бы отметить, что многие эти функции уже доступны, но все-таки нам еще многое предстоит сделать, чтобы довести эти модели до того уровня, которого достигли технологии. Для машин, работающих по принципам аддитивного производства, у нас уже есть инструменты, которые позволяют читать и понимать данные о моделях, пришедшие с компьютера. Но все-таки будущее безгранично.

Сайт проекта «ПостНаука»
Сайт «Сколтеха»
       

Комментариев нет:

Отправить комментарий

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ