Исследование и совершенствование способов графического представления оборудования в процессе технологической подготовки производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат наук Шестаков Виктор Сергеевич

• Шестаков Виктор Сергеевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Шестаков Виктор Сергеевич

1.3 Проектирование в ТПП

1.3.1 Автоматизированное проектирование в сфере ТПП

1.3.2 Современные САПР производства

1.3.3 Тенденции в сфере АСТПП

1.4 Способы графического представления оборудования

1.4.1 Классические способы

1.4.2 Современные способы

1.5 Результат проектирования

1.5.1 Чертеж

1.5.2 Трехмерная модель

1.6 Выводы по главе

Глава 2. Методика графического представления технологического

оборудования

2.1 Теоретические выкладки

2.1.1 Семиотика

2.1.2 Зрительное восприятие и абстрагирование

2.1.3 Building information model

2.1.4 АСУ и СОИ

2.1.5 Комплексные трехмерные модели

2.2 Методика создания унифицированных трехмерных моделей

2.3 Методика графического представления оборудования

2.4 Выводы по главе

Глава 3. Особенности реализации САПР технологического назначения

3.1 Методика позиционирования виртуальных объектов

3.1.1 Вложенные системы координат

3.1.2 Взаимное расположение объектов при проектировании цеха

3.1.3 Методика

3.2 Методика послойного представления информационных моделей

3.2.1 Слои в представлении комплексных моделей

3.2.2 Методика

3.3 Выводы по главе

Глава 4. Апробация разработанных методик

4.1 Инструментарий

4.1.1 Платформа

4.1.2 Язык программирования

4.1.3 Графическая библиотека

4.1.4 Пользовательский интерфейс

4.1.5 Формат трехмерных моделей

4.2 Программные решения

4.2.1 Трехмерный текст в среде "еЬС1

4.2.2 Оптимизация процесса формирования изображения

4.3 Выводы по главе

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Приложение

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и совершенствование способов графического представления оборудования в процессе технологической подготовки производства»

Актуальность темы исследования

Научная дисциплина, занимающаяся изучением закономерностей производственного процесса изготовления изделий с целью использования их при создании производства, которое обеспечивает выпуск изделий требуемого качества и количества с наименьшими приведенными затратами, называется проектированием механосборочного производства[56].

Время, как и во всех прочих сферах деятельности человека, играет важнейшую роль в процессе подготовки производства к выпуску продукции, потому как возможность быстрой адаптации к изменяющимся условиям является немаловажной составляющей конкурентоспособности предприятий и фирм. Благодаря достижениям в развитии вычислительной техники в современном мире, для сокращения временных затрат повсеместно внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). Подобные системы способны значительно уменьшить число ошибок, допускаемых разработчиком при проектировании, и значительно ускорить сам процесс проектирования, за счет автоматизации действий, которые до этого выполнялись вручную.

Таким образом, исследования направленные на изучение принципов функционирования САПР с точки зрения решения прикладных задач сферы подготовки производства являются актуальными, поскольку могут повысить эффективность использования подобных систем в данной области.

В рамках настоящей работы рассматривается аспекты применение САПР в процессе проектирования порядка соединения элементов производства для обеспечения изготовления продукции. Применение САПР в данной области не так распространено по сравнению с областью проектирования трехмерных моделей изделий, но в связи с тем, что в состав современных программных комплексов все чаще добавляют специализированные модули (востребованность потребителем), можно говорить о перспективности данного направления исследований.

Основное отличие проектирования структуры цеха в сравнении с проектированием изделий заключается в том, что в первом случае основным элементом

проекта являются объекты, во втором же случае геометрические построения. В связи с этим, системы предназначенные для создания моделей изделий должны предоставлять пользователю инструменты для осуществления большинства простейших геометрических построений, в случае проекта цеха, в распоряжении пользователя должен быть набор готовых объектов, которые будут представлять технологическое оборудование и другие элементы производства.

В настоящее время используются четыре способа графического представления оборудования:

- упрощенные контурные очертания в масштабе чертежа;

- условные обозначения;

- объемные габаритные контейнеры;

- точные трехмерные модели.

Первые три отличаются простотой реализации, но в связи с этим теряют в критериях наглядности и информативности. Четвертый способ лишен этих недостатков и пригоден для проведения имитационного моделирования, но чрезвычайно затратен касательно времени требуемого на подготовку к проектирования, в связи с необходимостью создания точных моделей сложных конструкций оборудования.

Таким образом, проводимое в рамках настоящей работы исследование, направлено на изучение и совершенствование способов графического представления оборудования, используемых в современных программных комплексах. Помимо этого проводилась разработка методик для решения ряда задач, возникающих при создании САПР для проектирования трехмерных проектов производственных участков и цехов.

Разработка САПР для любой инженерной области должна осуществляться совместно со специалистами данной области. Разработчики обладают полнотой информации о способах программной реализации тех или иных механизмов автоматизации, но вопросы, касающиеся принципиального решения задач, являются зоной ответственности приглашенных специалистов.

Таким образом, создание общих методик решения задач прикладной области в рамках САПР является прерогативой специалистов данной прикладной

области. Как следствие, при программной реализации разработанной методики графического представления оборудования, рассматривался ряд задач разработки САПР технологического назначения.

Степень разработанности

О состоянии разработанности данной области главным образом можно судить только по существующим программных комплексам. Среди них:

- AutoCAD: Factory design suite (Autodesk)[2].

- MPDS4: Factory Design Software (CAD Schroer)[7].

- CATIA: Plant Layout (Dassault systemes)[10].

- DELMIA (Dassault systemes)[11].

- IT-Enterprise: Конструктор визуального размещения объектов (IT-Enterprise)[18].

- LCAD (ИНТЕРМЕХ)[19].

- FactoryCAD (Siemens)[24].

- КОМПАС: Библиотека планировок цехов (АСКОН)[35].

Существенной проблемой в таком случае можно считать то, что все эти продукты являются коммерческими, в связи с чем их авторам и владельцам невыгодно освещать и раскрывать информацию о принципах разработки и функционирования систем. Как следствие, все они представляют собой ценность для исследований только в качестве объектов реинжиниринга, с целью получения какой-либо информации.

Касательно освещения проблем данной области в научной литературе были найдены труды, лишь косвенным образом относящиеся к сути проблемы, либо обзорного характера, среди них [5, 13, 21, 46].

Помимо выше перечисленного был найден проект под названием «Virtual Factory Framework»[27]. К настоящему моменту данный проект завершен, а результаты изложены в следующих трудах [25, 26, 28, 29, 30].

Цель и задачи

Цель настоящей диссертационной работы состоит в изучении и улучшении способов графического представления оборудования в процессе технологической подготовки производства (ТПП).

Задачи, поставленные в рамках работы:

1. Провести анализ существующих способов графического представления технологического оборудования.

2. Сформулировать возможные пути повышения эффективности существующих методов графического представления оборудования.

3. Разработать методику графического представления технологического оборудования.

4. Разработать комплекс методик, связанных с разработкой САПР технологического назначения.

5. Провести выбор инструментария и апробацию разработанных методик.

Объект и предмет исследования

Объект исследования — процесс технологической подготовки производства. Предмет исследования — применение САПР в процессе разработки порядка соединения элементов производства для обеспечения изготовления заданного объекта в аспекте графического представления производственного оборудования и вопросах реализации специфических механизмов функционирования.

Научная новизна

Научная новизна проведенной работы заключается в:

- Новом комплексном способе графического представления оборудования в процессе технологической подготовки производства.

- Новой методике создания унифицированных трехмерных моделей для представления функциональных групп технологического оборудования.

- Новой методике реализации процесса позиционирования объектов в САПР технологического назначения.

- Новой методике оптимизации процесса формирования изображения в САПР технологического назначения.

Теоретическая и практическая значимость работы

- Разработана методика, улучшающая существующие способы графического представления оборудования в процессе ТПП.

- Полученные в результате работы методики могут быть использованы при модернизации существующих САПР технологического назначения, либо при разработке новых.

Методология и методы исследования

В процессе исследования использовались методы абстрагирования, синтеза и аналогии, а так же компьютерного моделирования.

Для решения поставленных в проекте задач использовались основные научные положения: технологии приборостроения, теории информационных систем, теории моделирования, теории знаковых систем, теории автоматизированных систем управления, объектно-ориентированного программирования. Эффективность разработанных методов и средств проверялась опытным путем в процессе реализации системы.

Положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- Методика графического представления оборудования в процессе технологической подготовки производства.

- Методика создания унифицированных трехмерных моделей для представления функциональных групп технологического оборудования.

- Методика позиционирования объектов в САПР технологического назначения.

- Методика оптимизации процесса формирования изображения в САПР технологического назначения.

Степень достоверности и апробация результатов

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, 2 из которых в журналах из перечня ВАК.

О результатах диссертационной работы были сделаны доклады на следующих российских и международных конференциях:

1. V Всероссийский конгресс молодых ученых (8-12 апреля 2016 года);

2. XLV Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (6 февраля 2016);

3. XLIV научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (6 февраля 2015 года);

4. III Всероссийский конгресс молодых ученых (8-11 апреля 2014 года);

5. XLIII научная и учебно-методическая конференция (29 января 2014 года)

6. XVI международная конференция по высоким технологиям и экономике (5-6 декабря 2013 года)

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 87 наименований и 1ого приложения. Работа содержит 125 страниц машинописного текста и 32 рисунка.

В первой главе диссертационной работы рассмотрено текущее состояние проблемы, а именно существующие способы графического представления технологического оборудования.

Во второй главе приводятся теоретическая база и разработанная автором работы на ее основе методика, улучшающая существующие способы графического представления оборудования.

В третье главе рассмотрены методики, которые касаются реализации специфических технологических аспектов в процессе разработки САПР.

В четвертой главе рассмотрены основные программные аспекты апробации разработанных методик. Среди них обоснование выбора инструментария и основные программные решения.

Глава 1. Организационные решения в технологической подготовке производства

В современном мире большая часть усилий человечества направлена на создание и потребление материальных благ. Область знаний, в рамках которой рассматриваются вопросы связанные с их произвосдтвом, включает в себя такие разделы, как менеджмент, управление, планирование, технологии конструирования и обработки.

На этапе анализа литературных источников были изучены труды [33, 39, 47, 51, 52, 55, 56, 58, 75, 86], освещающие процесс создания материальных благ с различных позиций.

Вопрос подготовки производства к выпуску продукции является ключевым в настоящей работе.

1.1 Подготовка производства

Подготовка производства — это комплексный процесс, заключающийся в выработке научно-технической информации с последующим ее использованием в процессе создания продукции. Он охватывает все этапы жизненного цикла продукции, начиная с проведения различного рода исследований и заканчивая снятием продукции с производства (согласно[66]).

Одной из основных задач подготовки производства является создание условий, способствующих повышению технического и экономического уровня производства за счет достижений науки и техники. А так же использование инноваций для повышения эффективности работы предприятия.

Процесс создания новой продукции можно разделить на три основных этапа:

- проведение научно-исследовательских работ(НИР);

- проведение опытно-конструкторских работы(ОКР);

- осуществление технологической подготовки производства (ТПП);

1.1.1 Научно-исследовательские работы

Конкурентоспособность является одним из главных критериев эффективности производства в условиях рыночной экономики. Сравнение предприятий может происходить по различным критериям, среди них: уровень производственных мощностей, технологичность, уровень автоматизации и т.д.

Научно-исследовательская работа (НИР): Комплекс теоретических и (или) экспериментальных исследований, проводимых с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания (модернизации) продукции.[67]

Проведение НИР осуществляется в рамках комплекса мер направленных в первую очередь на повышение конкурентоспособности предприятия в плане новизны применяемых технологий и способов организации процесса производства. В связи с этим основной целью НИР является повышение научно-технического уровня и как следствие эффективности производства.

Основанием для выполнения НИР служит техническое задание (ТЗ) на выполнение НИР и (или) контракт (договор) с заказчиком в случае наличия заказчика.

Процесс выполнения НИР в общем случае состоит из следующих этапов:

- выбор направления исследований; проводят с целью определения оптимального варианта направления исследований на основе анализа состояния исследуемой проблемы, в том числе результатов патентных исследований, и сравнительной оценки вариантов возможных решений с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичным проблемам;

- теоретические и экспериментальные исследования; проводят с целью получения достаточных теоретических и достоверных экспериментальных результатов исследований для решения поставленных перед НИР задач;

- обобщение и оценка результатов исследований, выпуск отчетной научно-технической документации (далее в тексте — ОНТД) по НИР; проводят с целью оценки эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно техническим уровнем (в том числе оценки создания

конкурентоспособной продукции и услуг);

- предъявления работы к приемке и ее приемка.

Конкретно этапы НИР и необходимость приемки определются в ТЗ и контракте на выполнение.

Научные исследования, которые проводятся в рамках НИР можно разделить на следующие типы:

- фундаментальные исследования;

- поисковые исследования;

- прикладные исследования;

- разработки.

Фундаментальные научные исследования — это экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения и функционирования изучаемого объекта.

Прикладные научные исследования — это исследования, направленные преимущественно на применение новых знаний для получения практических результатов и решения конкретных задач. Иными словами, они направлены на решение проблем использования научных знаний,полученных в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности людей. В рамках области производства они сводятся к решению задач по созданию продуктов и материалов с определенными свойствами, объектов новой техники или новых технологических процессов.

Поисковыми называют научные исследования, направленные на определение перспективности работы над темой, отыскание путей решения научных задач.

Разработкой называют исследование, которое направлено на внедрение в практику результатов конкретных фундаментальных и прикладных исследований. На практике — это процесс перехода от проведения НИР к опытно-конструкторским работам.

По длительности научные исследования можно разделить на долгосрочные, краткосрочные и экспресс-исследования.

Рассматриваемые виды разработок в их совокупности составляют единый процесс внедрения достижений науки в производство.

1.1.2 Опытно-конструкторские работы

По завершению этапа проведения НИР, при условии положительных результатов, осуществляется переход к выполнения опытно-конструкторских работ (ОКР).

Опытно-конструкторская работа — комплекс работ по разработке конструкторской и технологической документации на опытный образец, изготовлению и испытаниям опытного (головного) образца (опытной партии), выполняемых для создания (модернизации) продукции[62].

ОКР проводится на основе результатов ранее выполненных НИР, с использованием опыта разработки и эксплуатации аналогичных по назначению или принципу действия изделий, а также на основе анализа передовых достижений и технического уровня отечественной и зарубежной техники.

Разработка продукции в соответствии с [68] предусматривает следующие этапы:

- разработка ТЗ (приложение Б);

- разработка технической документации (конструкторской, программной и технологической);

- изготовление образцов;

- испытания;

- приемка результатов ОКР.

Отдельные из указанных работ можно совмещать и дополнять другими работами в зависимости от специфики продукции и организации ее производства.

Разработка технической документации согласно [41] содержит следующие стадии:

- техническое предложение (ПТ);

- эскизный проект (ЭП);

- технический проект (ТП),

- разработка рабочей конструкторской, программной и технологической документации согласно требованиям стандартов ЕСКД, ЕСПД и ЕСТД соответственно.

Допускается не проводить проектные стадии или объединять их.

Таким образом основным результатом ОКР является создание конструкторской документации, с помощью которой предприятие-производитель в состоянии производить продукцию.

Техническое задание[43] разрабатывается с целью выявления дополнительных или уточненных требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.),которые не могли быть указаны в техническом задании, и это целесообразно сделать на основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов изделия.

Перечень работ, выполняемых на стадии технического предложения, устанавливается на основе технического задания и определяется разработчиком в зависимости от характера и назначения изделия. Примерный перечень работ приведен в приложении.

Эскизный проект[44] разрабатывают с целью установления принципиальных (конструктивных, схемных и др.) решений изделия, дающих общее представление о принципе работы и (или) устройстве изделия, когда это целесообразно сделать до разработки технического проекта или рабочей документации.

На стадии разработки эскизного проекта рассматривают варианты изделия и (или) его составных частей. Эскизный проект может разрабатываться без рассмотрения на этой стадии различных вариантов.

При разработке эскизного проекта выполняют работы, необходимые для обеспечения предъявляемых к изделию требований и позволяющие установить принципиальные решения. Перечень необходимых работ определяется разработчиком в зависимости от характера и назначения изделия и согласовывается с заказчиком, если изделие разрабатывается по заказам Министерства обороны.

Технический проект[42] разрабатывают с целью выявления окончательных технических решений, дающих полное представление о конструкции изделия, когда это целесообразно сделать до разработки рабочей документации.

При необходимости технический проект может предусматривать разработку вариантов отдельных составных частей изделия. В этих случаях выбор оптимального варианта осуществляется на основании результатов испытаний опытных образцов изделия.

При разработке технического проекта выполняют работы, необходимые для обеспечения предъявляемых к изделию требований и позволяющие получить полное представление о конструкции разрабатываемого изделия, оценить его соответствие требованиям технического задания, технологичность, степень сложности изготовления, способы упаковки, возможности транспортирования и монтажа на месте применения, удобство эксплуатации, целесообразность и возможность ремонта и т.п.

Содержание работ по стадиям может отличаться от указанного выше в зависимости от типа производства, сложности конструкции, уровня кооперирования и ряда других факторов.

1.1.3 Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства (ТПП) - совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства[73].

Под технологической готовностью производства понимают Наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями

Основные стандарты касающиеся данной области знаний регламентируются единой системой технологической подготовки (ЕСТПП).

На этом этапе подготовки производства устанавливается технические методы, средства и способы с помощью которых будет осуществляться производство изделия. Так же определяется себестоимость и эффективность производства выбранного изделия.

В процессе ТПП решаются следующие задачи:

- планирование ТПП;

- отработка конструкции на технологичность;

- технологическое проектирование;

- выбор оборудования;

- выбор и технологическое конструирование оснастки;

- нормирование.

Задачей ТПП при проектировании изделия является формирование определяющих технологических и организационных решений по его производству.

Разработка межцеховых технологических маршрутов (расцеховка) является исходной задачей ТПП. Она включает распределение номенклатуры деталей между цехами и участками, разработку технологических маршрутов их движения. Маршрутная технология определяет последовательность прохождения по цехам каждой детали и сборочной единицы в процессе ее производства.

Унификация технологических процессов предполагает разработку технологии не для каждой детали, а для целой группы деталей характеризующихся общностью формы, подобием технологических маршрутов по операциям, применяемой оснастки, близостью размеров, сходством вида заготовки и одинаковыми требованиями к точности обработки и чистоте поверхности.

Проектирование и изготовление средств технологического оснащения, механизации и автоматизации технологических процессов - приспособлений, инструментов, кондукторов, штампов, моделей, различных специальных транспортных устройств, средств технического контроля и т.п. - осуществляет конструкторское бюро ОГТ или инструментальный отдел.

Технологическая подготовка производства завершается выверкой, отладкой и внедрением в производство разработанных технологических процессов. В процессе освоения технологические процессы корректируются, в технологическое оснащение вносятся совершенствующие его изменения.

Сущность метрологической экспертизы ТПП заключается в проверке соответствия полученных в результате обработки параметров изделия запроектированным. Важное значение имеют точность и достоверность измерений при ТПП. В условиях все возрастающих требований к качеству и точности выпускаемых приборов вопросы метрологического обеспечения производства приобретают особое значение. За последние годы при Госстандарте создана система

обеспечения точности и достоверности измерений.

Технологические документы общего назначения — маршрутные,эскизные, комплектовочные карты (технологические карты); технологические инструкции; ведомости расцеховки, оснастки и материалов — составляются на работы всех видов.

1.2 Организационные решения в ТПП

Как было сказано ранее, основная цель ТПП заключается в том, чтобы обеспечить выпуск требуемой продукции заданного качества. Для достижения этой цели требуется решить ряд задач.

Согласно [74] в процессе ТПП принимаются два типа решений.

Технологическое решение — проектное решение, в котором определены значения параметров технологических процессов изготовления данного объекта в заданных условиях и с заданными характеристиками.

Организационное решение — проектное решение, в котором определена форма (порядок) соединения элементов производства для обеспечения изготовления заданного объекта в заданных условиях и с заданными характеристиками.

Таким образом проектирование организационной структуры производства является неотъемлемой частью ТПП. Основным документом регламентирующим расчетную част данного процесса является [59], в котором описываются нормы предназначенные для использования при проектировании вновь строящихся, реконструируемых, расширяемых и технически перевооружаемых меха-нообрабатывающих и сборочных цехов предприятий машиностроения, приборостроения и металлообработки независимо от формы собственности.

Настоящая работа посвящена совершенствованию современных инструментов проектирования применяемых на данном этапе.

1.3 Проектирование в ТПП

Проектирование лежит в основе любой инженерной деятельности человека. Основной его задачей является создание целостной совокупности моделей, свойств или характеристик разрабатываемого объекта[17], описанных в форме,

пригодной для его воплощения в материальном мире.

Не смотря на то, что в большинстве книг и учебных пособий подготовка производства делиться на четко обозначенные этапы, на практике грань между ними часто размывается. Примером тому может служить то, что разработка изделий конструкторами зачастую ведется совместно с технологами, потому как вторые могут указать на недостатки выбранных решений с точки зрения их реализации в процессе производства, что в свою очередь сократит количество ошибок и как следствие затрат на проектирование.

Главным образом этому способствуют современные тенденции в автоматизированном проектировании.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шестаков Виктор Сергеевич, 2016 год

Список литературы

1. Aish R. Building Modelling: The Key to Integrate Construction CAD // CIB 5th International Symposium on the Use of Computers for Environmental Engineering related to Building. — 1986. —7-9 July.

2. Autodesk: AutoCAD: Factory design suit [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.autodesk.com/suites/factory-design-suite/ overview. — (дата обращения: 22.11.2014).

3. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors / Eastman C., Teicholz P., Sacks R., Liston K. — Wiley, 2011.

4. Bailey M., Cunningham S. Graphics Shaders: Theory and Practice.— Massachusetts: A K Peters/CRC Press, 2011. — С. 518.

5. Baylor R. Factory layout for owners and integrators [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://synergiscadblog.com/2013/03/05/ factory-layout-for-owners-and-integrators. — 2013.— (Ддата обращения: 22.11.2014).

6. Berger R. Industry 4.0. The new industrial revolution. How Europe will succeed [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.rolandberger.com/ media/pdf/Roland_Berger_TAB_Industry_4_0_20140403.pdf.— 2014.— (дата обращения: 22.11.2014).

7. CAD schroer: MPDS 4: Factory design sofrware [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.cad-schroer.com/solutions/factory-design. html. — (дата обращения: 22.11.2014).

8. C.M. Eastman. An Outline of the Building Description System. Research report - Institute of Physical Planning, Carnegie-Mellon University. — Institute of Physical Planning, Carnegie-Mellon University, 1974.

9. C.M. Eastman. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors. — Wiley, 2008.

10. Dassault Systemes: Catia: Plant layout [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.3ds.com/products-services/catia/products/ v5/portfolio/domain/Equipment_Systems_Engineering/product/PLO/ #overview. — (дата обращения: 22.11.2014).

11. Dassault Systemes: Delmia [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.3ds.com/products-services/delmia/. — (дата обращения: 22.11.2014).

12. Dassault Systemes: Smarteam [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.3ds.com/products-services/enovia/products/v5/ smarteam. — (дата обращения: 22.11.2014).

13. Giachetti R.E. A standard manufacturing information model to support design for manufacturing in virtual enterprises // Journal of Intelligent Manufacturing. — 1999. — Т. 10. — С. 49-60.

14. Gregory J. Game Engine Architecture. — Massachusetts: A K Peters, Ltd. Wellesley, 2009. — С. 830.

15. Group Boston Consulting. Industry 4.0: The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.bcgperspectives.com/content/articles/engineered_ products_project_business_industry_40_future_productivity_ growth_manufacturing_industries/. — 2015.— (дата обращения: 22.11.2014).

16. Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios:A Literature Review : Rep. : 01 / TU Dortmund university. Faculty of Mechanical Engineering ; Executor: Mario Hermann, Tobias Pentek, Boris Otto : 2015.

17. Systems and software engineering : Vocabulary : 24765:2010 / International Organization for Standardization ; Executor: ISO/IEC/IEEE. — Geneva, Switzerland : 2010.

18. IT-Enterprise: Конструктор визуального размещения объектов [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.it.ua/news.php?news_id= 536.— (дата обращения: 22.11.2014).

19. Intermech: LCAD [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www. intermech.ru/lcad.htm.— (дата обращения: 22.11.2014).

20. Khronos group. OpenGL ES 2.0 for the Web. — URL: https://www.khronos. org/webgl/.— 2013.— (Дата обращения: 5.11.2015).

21. Li Shi-Tao, Ping Liang. The construction of plant-level virtual environment based on CATIA // Design, Manufacturing and Mechatronics:Proceedings of the 2015 International Conference on Design, Manufacturing and Mechatronics (ICDMM2015). — 2015. — С. 99-107.

22. Phar M. GPU Gems 2: Programming Techniques for High-Perfomance Graphics and General-Purpose Computation. — Addison-Wesley, 2005. — С. 814.

23. Schwab Klaus. The Fourth Industrial Revolution [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.foreignaffairs.com/articles/2015-12-12/ fourth-industrial-revolution. — 2015.— (дата обращения: 22.11.2014).

24. Siemens: FactoryCAD [Электронный ресурс].— Режим доступа: https: //www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/tecnomatix/ manufacturing-planning/factory-design/factorycad.shtml. — (дата обращения: 22.11.2014).

25. Terkaj W., Pedrielli G., Sacco M. Virtual Factory Data Model // Proceedings of OSEMA 2012 Workshop, 7th International Conference on Formal Ontology in Information Systems. — 2012.— 24-27 Июля.

26. Terkaj W., Urgo M. Virtual Factory Data Model to support Performance Evaluation of Production Systems // Proceedings of OSEMA 2012 Workshop, 7th International Conference on Formal Ontology in Information Systems. — 2012. —24-27 Июля.

27. Virtual Factory Framework [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://www.itia.cnr.it/siti_progetti/vff/indexbbe2.html7page_ id=448. — 2013.— (Дата обращения: 05.11.2015).

28. Virtual Factory Manager / M. Sacco, G. , Dal Maso, F. Milella и др. // Virtual and Mixed Reality - Systems and Applications / Под ред. R. Shumaker. — Springer Berlin Heidelberg, 2011. — С. 397-406.

29. Virtual Factory Manager / M. Sacco, G. Dal Maso, F. Milella, P. Pedrazzoli // Lecture Notes in Computer Science. Virtual and Mixed Reality — Systems and Applications. — 2011. — Т. 6774. — С. 397-406.

30. Virtual Factory Manager of Semantic Data / G. Ghielmini, P. Pedrazzoli, D. Rovere, W. Terkaj // Proceedings of DET2011 7th International Conference on Digital Enterprise Technology. — 2011. —28-30 Сентября.

31. W3C. Scalable Vector Graphics.— URL: http://fs.fish.govt.nz/Page. aspx?pk=7&sc=SUR. — 2011.— (Дата обращения: 20.11.2015).

32. Агеев В.Н. Семиотика. — М.: Издательство «Весь Мир», 2002.— С. 256.

33. Азбель В. О., Звоницкий А. Ю. Организационно-технологическое проектирование ГПС / Под ред. С.П. Митрофанова. — Машиностроение, 1986.— С. 294.

34. Алексеев Е.Г., Богатырев С.Д. Информатика. Мультимедийный электронный учебник [Электронный ресурс].— Режим доступа: http://inf. e-alekseev.ru/text/Vidy_model.html.— (дата обращения: 05.05.2014).

35. Аскон: Библиотека планировок цехов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://support.ascon.ru/download/distribs/items/?dl_ id=17.— (дата обращения: 22.11.2014).

36. Большой психологический словарь / Под ред. Б.Г. Мещерякова, В.П. Зин-ченко. — АСТ; АСТ Москва; Прайм-ЕВРОЗНАК, 2003. — С. 672.

37. В.В. Чеклецов. Чувство планеты. Интернет вещей и следующая технологическая революция. — М.: Российский исследовательский центр по Интернету вещей, 2013.

38. В.М. Дегтярев. Компьютерная геометрия и графика : учебник для вузов по специальностям Информационные системы и технологии. — Информационные системы, 2010. — С. 192.

39. Гавренкова В. И., Козловская А.И. Организация производства на предприятиях отрасли (промышленности) / Конспект лекций. — Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2009. — С. 100.

40. ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов : ГОСТ : 2.10268 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 197101-01.

41. ЕСКД. Стадии разработки : ГОСТ : 2.103-68 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 1971-01-01.

42. ЕСКД. Технический проект : ГОСТ : 2.120-73 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 1974-01-01.

43. ЕСКД. Техническое предложение : ГОСТ : 2.118-73 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 1974-01-01.

44. ЕСКД. Эскизный проект : ГОСТ : 2.119-73 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 1974-01-01.

45. ЕСПД. Стадии разработки : ГОСТ : 19.102-77 / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР : 1977-20-06.

46. Захарова А. А., Шкляр А. В. Построение многокомпонентных визуальных 3Э-моделей с использованием разнородных источников информации, на примере создания геологических моделей // Известия. — 2012. — Т. 5. — С. 320.

47. Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е. И. Реинжиниринг и автоматизация технологической подготовки производства в машиностроении. — СПб: «Компьютербург», 2003.—С. 152.

48. «Использование булевых операций» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://esate.ru/uroki/3d-max/kurs_modelirovaniya/3D_max_urok_

5_4/?гу1. — (дата обращения: 28.04.13).

49. Ицкович Э.Л. Организационные проблемы автоматизации производства технологического типа // Автоматизация в промышленности.— 2015.— Т. 6.

50. «Каркасное моделирование» [Электронная статья]. — Режим доступа: http://wap.ism-06-2.ru/shpora.php?razdel=5&id=398&. — (дата обращения: 28.04.2013).

51. Карпов Э.А. Организация производства и менеджмент / Учебное пособие. — Старый Оскол: ТНТ, 2010. — С. 768.

52. Касперович С. А., Коновальчик Г.О. Организация производства и управление предприятием / Учебное пособие. — Минск: БГТУ, 2012.— С. 344.

53. Ким В. В. Семиотика и научное познание: Философско-методологический анализ. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2008. — С. 416.

54. Л. Черняк. Киберфизические системы на старте // Открытые системы.— 2014. — Т. 2. — С. 22-26.

55. Медведева С.А. Основы технической подготовки производства / Учебное пособие. — СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. — С. 69.

56. Мельников Г.И., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов / Под ред. Дальского А.М.— М.: Машиностроение, 1990.— С. 352.

57. Неуймин Я. Г., Соломенко Н. С. Модели в науке и технике: история, теория, практика. — Наука, Ленинградское отд-ние, 1984.

58. Николаенко А.А. Автоматизированное проектирование технологических процессов и расчет бизнес-плана машиностроительного предприятия / Монография. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. - С. 103.

59. Нормы технологического проектирования предприятий машиностроения, приборостроения и металлообработки. Механообрабатывающие сборочные цехи : ОНТП : 14-93 / Институт по проектированию станкостроительных, инструментальных и машиностроительных заводов АО «Гипростанок» : 2014-08-11.

60. Пирс Ч.С. Логические основания теории знаков. - СПб.: Лаборатория метафизических исследований философского в-та СПбГУ; Алетея, 2000. — С. 352.

61. Пирс Ч.С. Начала прагматизма. — СПб.: Лаборатория метафизических исследований философского в-та СПбГУ; Алетея, 2000.— С. 318.

62. Порядок проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Основные положения : ОСТ : 95 18-2001 / Федеральным государственным унитарным предприятием Научно-инженерный центр «СНИИП» : 2001-01-01.

63. Роботы промышленные. Системы координат и направления движений : ГОСТ : 30097-93 / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации : 1995-24-05.

64. Руководство по эксплуатации 16К20.000.000.РЭ. Токарно-винторезные станки модели 16К20, 16К20П, 16К20Г, 16К25. Московский станкостроительный завод «Красный пролетарий» им. А.И. Ефремова., 1975.

65. СПДТ. Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам : ГОСТ Р : 21.401-88 / Государственный строительный комитет СССР : 1988-01-07.

66. СРППП. Основные положения : ГОСТ Р : 15.000-94 / Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации (ВНИИ- стандарт) Госстандарт России : 1994-11-04.

67. СРППП. Порядок выполнения научно-исследовательских работ : ГОСТ : 15.101-98 / Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации (ВНИИ- стандарт) Госстандарта России : 1998-28-05.

68. СРППП. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство : ГОСТ Р : 15.2012000 / Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации (ВНИИ- стандарт) Госстандарта России : 2001-01-01.

69. СССР ВНИИИС Госстроя. Терминологический словарь по строительству на 12 языках. — Секретариат СЭВ № 1986, 1986.

70. Савчук В. Л. Электронные средства сбора, обработки и отображения информации: Учебное пособие. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007.

71. Соломоник А.Б. Философия знаковых систем и язык. — М.: Издательство «ЛКИ», 2011. — С. 404.

72. Степанов Ю.С. Семиотика: Антология. — 2 изд. — М.: Академический проект; Екатеринбург: Деловая книга, 2001.— С. 702.

73. Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий : ГОСТ : 14.004-83 / Государственный комитет СССР по стандартам : 1983-09-02.

74. Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства : ГОСТ Р : 50995.3.1-96 / «Технологическое обеспечение создания изделий» Госстандарта России и государственным предприятием «НПО ТЕХНОМАШ» : 1997-07-01.

75. Туровец О.Г. Родионова В.Н. Организация производства на предприятии / Учебное пособие. — М.: ИНФРА-М, 2005. — С. 207.

76. Шестаков В.С. Архитектурные решения в реализации основного цикла выполнения графического приложения // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. — 2014. — Т. 2. — С. 450-451.

77. Шестаков В.С. Оптимизация производительности визуальной составляющей САПР планировки производства // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. — 2015. — Т. 4. — С. 318-321.

78. Шестаков В.С. Трехмерные мнемосхемы в проектировании приборостроительного производства // Технические науки: тенденции, перспективы и технологии развития: Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. — 2015. — С. 171-173.

79. Шестаков В.С. Создание трехмерного текста в виде сплайнов на основе векторного шрифта в рамках стандарта WebGl // Сапр и графика. — 2016. — Т. 2. — С. 70-72.

80. Шестаков В.С., Сагидуллин А.С. Позиционирование трехмерных представлений производственного оборудования // Сборник статей шестнадцатой международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике». — 2013. — Т. 2. — С. 140-142.

81. Шестаков В.С., Сагидуллин А.С. Интернет-браузер, как среда для создания платформонезависимых приложений // Развитие технических наук в современном мире: Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. — 2015.— С. 164-166.

82. Шестаков В.С., Сагидуллин А.С. Применение технологии websocket в web-приложениях технологического назначения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. — 2015. — Т. 4. — С. 328-330.

83. Шрейдер Ю.А. Логика знаковых систем: Элементы семиотики. — Ленинград: Наука, 2011.— С. 64.

84. Штофф В. А. Моделирование и философия. — Ленинград: Наука, 1966. — С. 302.

85. Э.Д. Умберто. Отсутствующая структура. Введение в семиологию. — ТОО ТК «Петрополис», 1998. — С. 432.

86. Яблочников Е.И. Автоматизация технологической подготовки производства в приборостроении / Учебное пособие.— СПб: СПбГИТМО(ТУ), 2002. — С. 92.

87. Ястреб Н.А. Четвертая промышленная революция: глобальные промышленные сети и интернет вещей // Инновационный вестник регион. — 2014. — Т. 4. — С. 22-26.

Приложение

editor.js

1 function include(urls){

2 var path = document.currentScript.src.match(/\w

(\/.+\/)/) [1];

3 for (var i=0;i<urls.length;i++) {

4 var script = document.createElement("script") ;

5 script.type = "text/javascript";

6 script.src = path + urls [ i] ;

7 document.querySelector('head').appendChild(script);

8 } 9 }

10

11 include ([

12 'enums.j s ' ,

13 'gui.js',

14 'proj e ct . j s ' ,

15 'palette . js ' ,

16 'behavior . j s ' ,

17 'engine/engine.js',

18 ]) ;

19

20 function Obj () {

21 thi s.i con;

22 }

23

24 function Editor(container){

25 this.conf = {

26 mode: MODE.SELECT,

27 precision: 0,

28 view: 1,

29 }

30

31 this.x = 0;/* mouse x coord */

32 this.y = 0;/* mouse y coord */

33

34 this.buffer = new Obj () ;

35 this.palette;

36

37 window.engine = new Engine();

38

39 this.project = new Project();

40 this.palette = new Palette(this) ;

41 this.behavior = new Behavior();

42 this.gui = new GUI(this, container, engine.

viewport) ;

43

44 set Interval(function(){this.draw();}.bind(this) , 16);

45 }

46

47 Editor.prototype.set_buffer = function(model){

48 this.buffer = this.clone_object(model);

49 }

50

51 Edit or.prototype.set_mode = function(mode) {

52 this.conf.mode = mode

53 }

54

55 Edit or.prototype.fullscreen = function() {

56 var el = document . querySelector('.main.window') ;

57 if(el.webkitRequestFullScreen) {

58 el.webkitRequestFullScreen () ;

59 }else{

60 el.mozRequestFullScreen () ;

61 }

62 setTimeout(function(){document.querySelector(".

viewport") .set()},100) ;

63 }

64

65 Edit or.prototype.draw_word = function(str, p) {

66 var shift = 0;

67 var glyph;

68 var pos = p.slice();

69

70 var len = 0

71 for (var i=0;i<str.length;i++) {

72 len += this . palette . alph [str [i] ]. size [0]

73 }

74 pos [0]-=len/2 ;

75

76 for (var i=0;i<str.length;i++) {

77 //if (str [ i] == " ") {shift += 0.2; continue;}

78 glyph = this.palette.alph[str[i]];

79 if ( glyph) {

80 pos [0] += shift ;

81 pos [1] = p[1] +0.2;

82 shift = glyph.size [0] ;

83 engine.draw(this.palette.alph [str[i]] , pos)

84 }

85 }

86 }

87

88 Edit or.prototype.draw_obj = function(obj) {

89

90 if (obj.box){

91 var box_pos = obj .position.slice () ;

92 box_pos [1] += obj .box.size [1]/2;

93 engine.draw(obj.box, box_pos);

94 }

95

96 if (obj.box && obj .icon) {

97 var icon = this.palette [obj .icon] ;

98 var icon_pos = obj .position.slice () ;

99 icon_pos[1] += icon.size [1]/2; 100

101 engine.draw(icon , icon_pos);

102 }

103

104 if (obj. icon && obj . box) {

105 var label_pos = obj .position.slice () ;

106 label_pos [1] += obj .box.size [ 1] ;

107 this.draw_word("Screw-cutting lathe 16K20",

label_pos);

108 }

109 }

110

111 Edit or.prototype.draw = function(){

112 document.querySelector(".viewport") .set () ;

113

114 if(this.buffer.position) this.draw_obj(this.buffer);

115

116 engine.draw(this.palette.extras.grid);

117 engine.draw(this.palette.extras.subgrid);

118 }

119

120 Edit or.prototype.mouse_down = function(evt){

121 this.x = evt.clientX;

122 this.y = evt.clientY;

123

124 this.behavior[this.conf. mode] .mouse_down.bind(this)(

evt) ;

125 }

126

127 Edit or.prototype.mouse_move = function(evt){

128 var x = this . x ;

129 var y = this . y ;

130

131 if(evt.which==2 & evt.shiftKey){

132 engine.camera.move([x-evt.clientX, y-evt.clientY]);

133

134 }else if(evt.which==2) {

135 engine.camera.rotate(x-evt.clientX, y-evt.clientY);

136 }

137

138 this.behavior[this.conf . mode] .mouse_move.bind(this) (

evt) ;

139

140 this.x = evt.clientX;

141 this.y = evt.clientY;

142 }

143

144 Edit or.prototype.mouse_wheel = function(evt){

145 var z = 1.1;

146 if(evt.wheelDelta<0) engine.camera.zoom(z) ;

147 else engine.camera.zoom(-z);

148

149 this.behavior[this.conf . mode] .mouse_move.bind(this) (

evt) ;

150 evt.preventDefault () ;

151 }

152

153 Edit or.prototype.contextmenu = function(evt){

154 evt.preventDefault () ;

155 }

156

157 Edit or.prototype.clone_object = function(obj) {

158 if(obj == null || typeof(obj) != 'object') return obj;

159

160 if (obj instanceof Array) {

161 var copy = [] ;

162 for (var i = 0, len = obj.length; i < len; i++) {

163 copy[i] = this.clone_object(obj [i]) ;

164 }

165 return copy;

166 }

167

168 if (obj instanceof WebGLBuffer) {

169 return obj ;

170 }

171

172 if (obj instanceof WebGLTexture) {

173 return obj ;

174 }

175

176

177 if (obj instanceof Float32Array) {

178 var copy = new Float32Array(obj.length);

179 for (var i = 0, len = obj.length; i < len; i++) {

180 copy[i] = this.clone_object(obj [i]) ;

181 }

182 return copy;

183 }

184

185 if (obj instanceof Object) {

186 var copy = obj .construct or () ;

187 for (var attr in obj) {

188 if (obj.hasOwnProperty(attr)) copy[attr] = this.

clone_object(obj [attr]);

189 }

190 return copy;

191 }

192 }

193

194

195 // Getting result point of mouse event projecting ray

intersection with plane.

196 // evt - mouse event

197 // pn - plane normal by default [0,1,0]

198 // pp - plane point, by default [0,0,0]

199

200 // rn - ray near point

201 // rf - ray far point

202

203 Editor.prototype.mouse_plane_projection = function(evt,

pn, pp){

204 var viewport = engine.viewport;

205

206 var x = evt.pageX - viewport.offsetLeft ;

207 var y = evt.pageY - viewport.offsetTop;

208

209 pn = pn || new Float32Array([0,1,0]);

210 pp = pp II new Float32Array([0,0,0]);

211

212 var rn = vec3.create(engine.unProject(x,y , 0 ,

213 engine.camera.get_pv_matrix(

viewport . width , viewport . height ),

214 [0, 0, viewport.width, viewport.

height]));

216 var rf = vec3.create(engine.unProject(x,y,1,

217 engine.camera.get_pv_matrix(

viewport.width, viewport.height ),

218 [0, 0, viewport.width, viewport.

height]));

219

220 var result = engine.segment_plane_intersec(rn, rf , pn ,

pp)

221

222 var round = function (num){

223 var precision = this.conf.precision;

224 switch ( precision) {

225 case 0:

226 return num;

227 case 1:

228 return Math.round(num * 10) / 10;

229 }

230 }.bind(this);

231

232 res = new Float32Array([round(result[0]),

233 round(result [1]) ,

234 round(result [2])]) ;

235 return res;

236 }

237

238 Editor.prototype.set_behavior = function(behavior){

239 var engine = this.engine;

240 this.settings.mode = behavior;

241 this.buffer = null;

242

243 switch(this.settings.mode){

244 case MODE.SELECT:

245 break;

246

247 case MODE.CREATE:

248 var type_select = this.gui.type_select;

249 var machine = type_select . options [type_select .

selectedlndex].value;

250

251 this.buffer = this.clone_object(this.palette [

machine ] ) ;

252

253 this.buffer.box = this.buffer.model.get_box();

254 this.buffer.text = this.buffer.box.get_text("16k20

");

255

256 this.buffer.posit ion = [0,0,0];

257

258 break;

259 }

260 } 261

262 Edit or.prototype.set_view = function(view) {

263 var camera = this.engine.camera;

264 if (view == 1){

265 camera.posit ion [0] = camera.target [0] ;

266 camera.posit ion [1] = camera.target [1]+3;

267 camera.posit ion [2] = camera.target [2] ;

268

269 camera.up [0] = 0;

270 camera.up [2] = -1;

271

272 }

273 }

274

275 Edit or.prototype.select = function(evt){

276 var gl = this.engine.gl;

277 var engine = this.engine;

278 var canvas = this.canvas;

279 var x = evt.pageX - canvas.offsetLeft;

280 var y = canvas.height - evt.pageY + canvas.offsetTop;

281

282 var frame_buffer = gl.createFramebuffer () ;

283 gl.bindFramebuffer(gl.FRAMEBUFFER, frame_buffer);

284 gl.viewport(0, 0, canvas.width, canvas.height);

285

286 var color_buffer = gl.createRenderbuffer();

287 gl.bindRenderbuffer(gl.RENDERBUFFER, color_buffer);

288 gl.renderbufferStorage(gl.RENDERBUFFER, gl.RGBA4,

canvas.width, canvas.height);

289 gl.framebufferRenderbuffer(gl.FRAMEBUFFER,

290 gl.C0L0R_ATTACHMENT0 ,

291 gl.RENDERBUFFER,

292 color_buffer) ;

293

294 var depth_buffer = gl.createRenderbuffer();