Сквозной цикл проектирования изделий приборостроения
У каждого изделия существует свой жизненный цикл – от маркетинговых исследований и проектирования до утилизации и переработки продукции. На предприятии, производящем высокотехнологичную и наукоёмкую продукцию, в процессе этого жизненного цикла с изделием взаимодействуют множество людей, которые тем или иным образом оказывают воздействие на изделие. Важно на всех стадиях жизненного цикла в процессе совместной работы обеспечивать единое представление информации об изделии. Необходимо поддерживать целостность этой информации, обеспечивая, таким образом, контролируемость процесса, снижение затрат на проектирование и производство. Поэтому системам управления данными о продукте на протяжении его жизненного цикла (PLM – Product Lifecycle Management) в последние годы уделяется пристальное внимание. PLM-системы востребованы, отечественные предприятия их активно внедряют.
Созданный в 2015 году консорциум разработчиков инженерного программного обеспечения «РазвИТие» отвечает на этот запрос рынка. В консорциум вошли пять российских ИТ-компаний: АСКОН, НТЦ «АПМ», ADEM, ТЕСИС и ЭРЕМЕКС. Основная цель «РазвИТия» – создание на базе существующих разработок участников консорциума единого российского «тяжёлого» PLM-решения на базе системы ЛОЦМАН:PLM (разработчик – АСКОН). PLM-комплекс подразумевает тесную интеграцию программных продуктов, разрабатываемых участниками консорциума.
В рамках этой интеграции САПР электроники Delta Design совместно с САПР машиностроения КОМПАС-3D и системой управления жизненным циклом изделия ЛОЦМАН:PLM обеспечивают сквозной цикл разработки изделий приборостроения – от создания базы радиоэлектронных компонентов (РЭК) и электрической схемы до выпуска полного комплекта производственной документации в соответствии с требованиями ГОСТ.
В процессе проектирования на различных его этапах осуществляется взаимодействие между PLM-системой и САПР, при этом в системе ЛОЦМАН осуществляется управление и сквозной контроль циклом проектирования, а также собирается вся информация о разрабатываемом изделии.
В рамках интеграции между PLM-системой и САПР (см. рис. 1) реализован двусторонний обмен данными, при этом интеграция ЛОЦМАН и Delta Design и ЛОЦМАН и КОМПАС:3D реализована на уровне программного интерфейса API, а обмен между Delta Design и КОМПАС:3D пока осуществляется на уровне передачи файлов.
До недавнего времени обмен данными между системами был реализован в одном направлении (из Delta Design в ЛОЦМАН) и осуществлялся на уровне файлов – в PLM-систему передавался файл BOM (Bill Of Materials, ведомость материалов) в CSV-формате, из которого ЛОЦМАН получал информацию о компонентном составе проектируемой печатной платы.
Начиная с версии Delta Design 2.6 и ЛОЦМАН:PLM 18.1 реализован полноценный механизм взаимодействия между системами, работающий через интерфейс прикладного программирования API.
Это стало возможным благодаря комплекту программиста (SDK), входящему в Delta Design. На данный момент SDK – свободно распространяемый (redistributable) и бесплатный. Он включает в себя возможность написания и выполнения скриптов, а также набор программных интерфейсов, обеспечивающих доступ к функциям Delta Design и к базе данных из сторонних приложений.
Интеграционные возможности Delta Design
Интеграционный пакет, входящий в SDK, предоставляет сторонним приложениям две группы возможностей при взаимодействии с Delta Design.
Первая группа возможностей – это доступ к базе данных системы. При этом нет необходимости в установке на рабочей станции Delta Design, достаточно только доступа к серверу, например, Delta Design Workgroup. При использовании в масштабах предприятия это даёт значительную экономию на лицензиях.
Возможности первой группы включают в себя:
- создание нового проекта Delta Design;
- получение списка папок;
- получение списка проектов Delta Design в папке;
- возможность установить/получить атрибуты проекта;
- получение списка компонентов проекта и их атрибутов.
Получение атрибутов проекта, а также списка компонентов и их атрибутов – это возможности аналитики и работы с учётными приложениями, системами управления закупками, ERP.
Вторая группа возможностей – это дистанционное управление Delta Design из сторонних приложений. В этом случае на рабочем месте должна быть установлена система Delta Design.
Эти возможности включают:
- открытие схемы проекта в Delta Design;
- открытие печатной платы в Delta Design;
- выполнение скрипта в Delta Design.
Управление Delta Design из сторонних приложений реализовано на базе COM-модели и платформы .NET и может выполняться из любого приложения, поддерживающего данные технологии, например Microsoft Excel.
На базе этих интеграционных возможностей и был реализован механизм взаимодействия ЛОЦМАН:PLM и Delta Design.
Совместная работа над изделием в Delta Design и ЛОЦМАН:PLM
Рассмотрим, как реализована совместная работа PLM-системы и САПР электроники в рамках сквозного цикла проектирования на базе интеграционных возможностей Delta Design.
Процесс проектирования начинается с определения в системе ЛОЦМАН структуры будущего изделия. Структура представляет собой дерево проекта, на которое в процессе работы наращиваются конкретные составляющие – сборочные единицы, файлы проекта, компонентная информация.
Руководитель проекта создаёт в ЛОЦМАН специальный объект – сборочную единицу (см. рис. 2), которая может состоять из одной или нескольких печатных плат, а также других узлов и деталей. При создании сборочной единицы в систему вносятся необходимые параметры будущего изделия, такие как децимальный номер, литера, и т.п., которые затем будут переданы в САПР электроники и машиностроительный САПР для дальнейшей работы над проектом. Централизованный ввод параметров изделия позволяет снизить количество ошибок, возникающих при «двойном вводе» и повысить эффективность сквозного контроля на всех этапах цикла проектирования.
Далее к сборочной единице привязывается проект Delta Design, для чего у объекта «Сборочная единица» создаётся «дочерний» объект «Проект платы DD» (см. рис. 3), который затем связывается с проектом платы Delta Design.
В ЛОЦМАН существует два варианта дальнейшей работы: можно создать новый проект Delta Design, перейти в него и начать работу над платой или связать уже существующий проект Delta Design с объектом ЛОЦМАН (см. рис. 4).
Если объект ЛОЦМАН необходимо связать с существующим проектом платы Delta Design, то диалоговое окно позволяет выбрать проект из базы Delta Design (см. рис. 5), если же создаётся новый проект, то выбирается папка, в которой он будет создан.
Если изделие состоит из одной печатной платы, то проект Delta Design привязывается к «корневой» сборочной единице. Если же изделие включает в себя несколько плат, то внутри сборочной единицы создаются «дочерние» объекты – сборочные единицы, каждая из которых содержит печатную плату.
В этом случае проекты Delta Design привязываются к «дочерним» сборочным единицам.
Далее руководитель проекта через систему управления проектом ЛОЦМАН создаёт задание исполнителю на проектирование электрической схемы или печатной платы.
Проектировщик через интерфейс ЛОЦМАН:PLM открывает проект схемы в Delta Design и приступает к проектированию (см. рис. 6) на основе имеющейся в системе базы данных электрорадиоизделий (ЭРИ). В случае необходимости выполняется схемотехническое моделирование средствами входящего в Delta Design модуля SimOne.
После завершения работы над электрической схемой инженер-конструктор переходит к проектированию непосредственно печатной платы. Работа над платой начинается с определения её контура. Когда плата простая, прямоугольная, никаких проблем нет. Контур платы может быть создан непосредственно в Delta Design, для этого имеются все необходимые инструменты.
В случае сложных корпусов, отсеков оборудования требуется вписать контур платы в этот отсек. В такой ситуации необходимо использовать машиностроительную САПР. В рассматриваемом в данной статье комплексе программного обеспечения для этих целей используется САПР КОМПАС-3D. В КОМПАС-3D создаётся твердотельная деталь, определяющая контур платы, с отверстиями для крепления, вырезами и т.д, после чего контур платы в формате DXF или IDF передаётся в Delta Design. И уже на основе импортированного контура конструктор платы начинает размещать компоненты и производит трассировку.
По завершении работ над платой в Delta Design (см. рис. 7) в ЛОЦМАН загружается информация о проекте печатной платы – компонентный состав и файл проекта (см. рис. 8). На данном этапе в системе ЛОЦМАН содержится информация только о компонентах, размещённых на печатной плате.
Дальнейшая работа над изделием в КОМПАС-3D и расчётных приложениях
Поскольку изделие обычно содержит не только печатную плату, но и механические узлы и детали (крепёжные элементы, корпуса, внешние разъёмы), при проектировании используются машиностроительные САПР. Подробно процесс взаимодействия Delta Design и КОМПАС-3D в данной статье не рассматривается, это материал для отдельной публикации, здесь же кратко остановимся на основных моментах этого взаимодействия.
Для продолжения работы над изделием из Delta Design в КОМПАС-3D передаётся графическая информация о печатной плате и размещённых на ней компонентах при помощи файла IDF. Также в КОМПАС-3D передаётся атрибутивная информация – позиционное обозначение, мощность, раздел спецификации, где компонент должен быть размещен и т.д. Это осуществляется при помощи BOM-файла (CSV-формат). В КОМПАС-3D на основе полученной информации строится трёхмерная модель изделия.
Далее, в КОМПАС-3D конструктор добавляет механические компоненты и получает при помощи стандартных средств КОМПАС-3D проекции изделия. Позиционные обозначения проставляются автоматически на основе полученной из Delta Design атрибутивной информации. Общая информация об изделии поступает из ЛОЦМАН. В результате в КОМПАС-3D формируется соответствующий требованиям ГОСТ сборочный чертёж.
После окончания проектирования конструкции изделия проводятся расчёты – прочностные, тепловые. Расчёты производятся в приложениях, разработанных участниками консорциума «РазвИТие» – APM FEM (НТЦ «АПМ») и KompasFlow (ТЕСИС), и интегрированных в сквозной цикл разработки изделия. Результаты расчётов сохраняются в единой базе данных ЛОЦМАН:PLM. По этим результатам, если они неудовлетворительные, может быть принято решение о доработке изделия.
Когда проектирование и расчёты завершены, в ЛОЦМАН аккумулируется вся информация о сборочной единице и формируется электронная структура изделия (ЭСИ). В ЭСИ размещаются объекты ЛОЦМАН, относящиеся к проекту, с набором файлов и атрибутами. В дальнейшем эта информация используется для построения отчётов, также её можно передавать в другие системы, например ERP.
Завершая сквозной цикл проектирования, производится выпуск полного комплекта конструкторской документации – сборочных чертежей, чертежей деталей. Также в ЛОЦМАН автоматически формируются текстовые конструкторские документы – перечень элементов, спецификация и ведомость покупных изделий.
Заключение
Таким образом, в рамках интеграции САПР электроники Delta Design c системой управления жизненным циклом изделия ЛОЦМАН:PLM и машиностроительной САПР КОМПАС-3D обеспечивается полный цикл проектирования продукции приборостроения – от определения структуры изделия до выпуска полного комплекта конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД и ГОСТ.
Интеграция ЛОЦМАН:PLM и Delta Design через интерфейс прикладного программирования и двусторонний обмен данными позволяют сделать процесс управления циклом проектирования прозрачным и контролируемым, снизить количество ошибок и уменьшить трудозатраты.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
