Проектирование семейств сложных машиностроительных изделий на основе паттернов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат технических наук Кандаулов, Валерий Михайлович

• Кандаулов, Валерий Михайлович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кандаулов, Валерий Михайлович

Оглавление

Список использованных сокращений

Введение

1. Анализ процессов проектирования сложных машиностроительных изделий с точки зрения применения паттернов проектирования

1.1. Анализ современных методик и инструментальных средств проектирования сложных машиностроительных изделий

1.2. Методики проектирования с помощью паттернов

1.3. Анализ процессов проектирования семейств сложных

машиностроительных изделий с точки зрения паттернов

Выводы

2. Разработка методики проектирования семейств сложных машиностроительных изделий на основе паттернов

2.1. Формирование способа представления паттерна для машиностроения

2.2. Формализация предметной области для разработки методов каталогизации и систематизации

2.3. Алгоритм подбора подходящих решений из базы паттернов под заданные требования проекта

2.4. Методика проектирования сложных машиностроительных изделий на основе паттернов машиностроения

2.5. Разработка способа выделения паттернов машиностроения

Выводы

3. Разработка САПР поддержки процессов проектирования с использованием паттернов машиностроения

3.1. Разработка требований к функциям САПР «Райегп8у81ет»

3.2. Разработка способов хранения паттернов машиностроения

3.3. Разработка базы данных для выбранного метода хранения паттернов

2

3.4. Разработка подсистемы каталогизации и систематизации паттернов машиностроения

3.5. Структура подсистем САПР «PatternSystem» и их функции

3.6. Работа с использованием САПР «PatternSystem»

Выводы

4. Внедрение разработанной методики проектирования и инструментальных

средств и результаты экспериментов по оценке эффективности

4.1 Разработка ИССП для проектирования платформенных магнитных сепараторов

4.2. Разработка ИССП для проектирования современных систем водоочистки

4.3. Оценка эффективности разработанной методики и инструментальных

средств

Выводы

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А. Акт внедрения на ЗАО «Системы водоочистки»

Приложение Б. Акт внедрения на ОАО «Ульяновское конструкторское

бюро приборостроения»

Приложение В. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №

201161316 0

Приложение Г. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №

201161316 1

Приложение Д. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №

2012610529

Приложение Е. Свидетельство о регистрации БД № 2011620297

Приложение Ж. ИССП для проектирования систем очистки СОЖ

Приложение 3. ИССП для проектирования магнитных сепараторов

Список использованных сокращений

ИССП - иерархически структурированная система паттернов

САПР - система автоматизации проектирования

СМИ - сложное машиностроительное изделие

СОЖ - смазочно-охлаждающие жидкости

ПО - программное обеспечение

КИС - корпоративная информационная система предприятия

CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) - система информационной поддержки процессов жизненного цикла изделия

CAD (Computer Aided Design) - система конструкторского проектирования

CAE (Computer Aided Engineering) - система предоставляющие средства для расчетов и инженерного анализа

САМ (Computer Aided Management) - систем направлен на проектирование технологических процессов

МУС (Model-view-controller) - схема проектирования, согласно которой приложение разбивается на три отдельных компонента: модель, представление, контроллер

API (Application Programming Interface) - Интерфейс программирования приложений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Проектирование семейств сложных машиностроительных изделий на основе паттернов»

Введение

В настоящее время актуальной является проблема повышения эффективности проектирования и перепроектирования сложных машиностроительных изделий. Согласно ГОСТ 2.101-68 - изделие это предмет или набор предметов, изготовляемых на предприятии. Под сложным машиностроительным изделием (СМИ) следует понимать изделие, состоящее из нескольких десятков сборок, сотен деталей и тысяч параметров, снабженное проектной документацией, трехмерными и параметрическими моделями.

Как и в ведущих странах мира, большинство Российских предприятий, работающих в сфере промышленности, пошли по пути привлечения передовых технологий для ускорения процессов производства и внедрения инновационных методов проектирования для снижения трудозатрат на выполнение отдельных операций из производственного цикла.

Для повышения эффективности проектирования машиностроительных изделий сейчас используются различные системы автоматизированного проектирования (САПР). На крупных промышленных предприятиях организовываются специализированные проектные отделы, в которых создаются модели, конструкторская документация и электронные базы с выпускаемыми изделиями. Подобные базы позволяют заметно повысить эффективность проектирования за счет того, что при разработке новых машиностроительных изделий около 80% узлов и деталей не претерпевают существенных изменений в конфигурации, и можно существенно сократить время разработки, скорректировав имеющиеся чертежи и взяв их в качестве прототипов для нового изделия [1].

Сейчас также существует большое количество малых и средних предприятий, занимающихся проектированием машиностроительных изделий. Большинство таких предприятий функционируют в условиях жесткой конкурентной борьбы и находятся в условиях, когда скорость и качество выполнения процессов проектирования являются критерием обеспечения рентабельности предприятия. С точки зрения предприятий малого и среднего размера, наиболее эффективным направлением для дальнейшего развития производства будет внедрение средств, позволяющих использовать опыт коллег или переносить опыт из своих, уже выполненных проектов, во вновь создаваемые проекты [2].

По результатам изучения предоставленных предприятиями Ульяновской области проектов можно заключить что, критической точкой, в которой теряется наибольшее количество времени, является процессы проектирования и выпуска сложных машиностроительных изделий в рамках определенного семейства изделий или выпуск незначительно модифицированных изделий малыми сериями или единичными экземплярами. Для решения такой задачи важным является возможность вернуться на предыдущие этапы разработки изделия, возможность использовать уже готовые решения, примененные в изделии для перепроектирования и возможность получить справочную информацию по определенным частям изделия или принятым при проектировании решениям.

Основным методом повышения эффективности проектирования и перепроектирования сейчас считается проектирование с использованием параметрических моделей. Однако, как показали проведенные исследования, для решения ряда задач проектирования изделий машиностроения, существующие инструменты параметрического проектирования оказываются недостаточно эффективными [2].

В сложных машиностроительных изделиях количество деталей и сборок, для которых необходимо создавать, отслеживать и модифицировать параметрические зависимости очень велико, а предоставляемые САПР средства не обладают возможностью обеспечить достаточную эффективность работы. Анализ моделей машиностроительных изделий показал, что законченный проект включает в себя тысячи параметров, которые инженер должен отслеживать и редактировать для изменения модели [3]. Однако, согласно исследованиям о том, какое количество факторов, которые проектировщик может держать в уме без потери концентрации внимания на своей основной задаче, число успешно контролируемых факторов не должно превышать 50 для каждого проекта [4, 5].

Таким образом, количество параметрических связей в современном проекте на много порядков превышает количество связей, которые может эффективно контролировать среднестатистический инженер. Результатом перегруженности инженера параметрами, зависимостями и ветвлениями в структуре проекта является значительное снижение частоты применения параметрических моделей среди инженеров и увеличение времени перепроектирования семейств СМИ при помощи параметрических моделей. Значительные временные затраты возникают при анализе уже готовой параметрической модели перед ее повторным применением в проекте из-за временного разделения этапов создания и использования параметрической модели.

С другой стороны, применительно к небольшим моделям, использование параметрического моделирования можно назвать избыточным, обеспечивающим увеличение времени проектирования без дополнительных временных выигрышей за счет применения созданной параметрической модели при перепроектировании таких изделий. Сложившаяся на предприятиях практика свидетельствует о том, что

инженеры предпочитают полностью пересоздавать мелкие модели, вместо того чтобы тратить время на создание параметрических моделей [6].

Согласно зарубежным исследованиям, наиболее эффективным направлением для дальнейшего развития САПР будет внедрение инструментов и средств, включающих в себя инструменты параметрического проектирования и позволяющих реструктурировать накопленный опыт и использовать его для выполнения новых проектов [46, 79].

Вопросам применения параметрических моделей как метода повышения эффективности проектирования и перепроектирования занимались В. Н. Малюх, И. П. Норенков, Б.С. Воскобойников,

B.JI. Митрович, В. П. Иванов, А. С. Батраков, С. В. Матвеев, А. Т. Фоменко,

C. Matthews, S. A. Meguid, J. Lee, В. Uyer, E. Endgel, G. Snouke.

Однако вопросы повышения эффективности проектирования за счет применения паттернов на данный момент рассматривались в большинстве своем только зарубежными учеными, среди которых были Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides, J. Kerievsky, M. Fowler, Sherif M. Yacoub, Hany H. Ammar, G. Hohpe, B. Woolf, С. Larman, Scott W. Ambler, Pramodkumar, J. Sadalage, Christopher W. Alexander. Их работы направлены на использование паттернов в областях архитектуры и разработки информационных систем.

Целью диссертационного исследования является повышение эффективности проектирования и перепроектирования семейств сложных машиностроительных изделий за счет разработки механизмов проектирования на основе паттернов.

Объектом исследования в диссертационной работе являются методы и инструменты автоматизированного проектирования сложных машиностроительных изделий.

В качестве предмета исследований выступают методы и инструменты проектирования, способные сохранять и передавать накопленный опыт проектирования и производить быстрый перерасчет проекта при изменении его параметров.

Используемые в диссертационной работе методы исследования базируются на теории множеств, теории системного анализа, теории алгоритмов и теории грубых множеств Павлака.

Для решения выявленных проблем параметрического проектирования предлагается использовать методики проектирования сложных машиностроительных изделий с применением паттернов. Разработку способов проектирования при помощи паттернов можно считать дальнейшим развитием параметрического проектирования. Такой подход может не только повысить скорость проведения перепроектирования и уменьшить количество затрачиваемых на него ресурсов, но и повысить качество исполнения проектов в целом и снизить уровень нагрузки на инженеров, выполняющих проектные работы. Проведенные исследования по изучению существующих методов параметризации показали, что те задачи, которые ставятся перед параметризацией на текущем этапе развития отрасли, могут быть успешно решены введением иерархически структурированной системы паттернов (ИССП) и внедрением программных комплексов для управления ей [2].

1. Анализ процессов проектирования сложных машиностроительных изделий с точки зрения применения паттернов проектирования

Основным направлением работ по поддержанию конкурентоспособности современных машиностроительных предприятий и сохранения рентабельности производства настоящее время является разработка и внедрение технологий, повышающих эффективность проектирования, сопровождения и модификации выпускаемой продукции.

1.1. Анализ современных методик и инструментальных средств проектирования сложных машиностроительных изделий

Для машиностроения, разработка новых методов и подходов к проектированию и перепроектированию является одной из важнейших задач, которые ставились перед инженерами и научными работниками на всех этапах существования отрасли. В последнее время, задачи по разработке методов, подходов, средств и систем проектирования машиностроительных изделий стала считаться критически важными для дальнейшего развития [7].

В основу современного производства заложена концепция сопровождения изделия на всех этапах его жизненного цикла. Такая концепция появилась относительно давно и до сих пор развивается в направлении интеграции всех программных продуктов, обеспечивающих контроль изделия и управление его проектированием в единую корпоративную информационную систему предприятия (КИС). Основу концепции построения единой КИС составляет так называемая CALS стратегия [8].

CALS [9-13] технологии находят свое отражение в широком ряде САПР различного уровня, роль которых заключается в реализации протоколов цифровой передачи данных, обеспечения стандартных механизмов их доставки, текущего инжиниринга сложных технических объектов, в реализации средств электронного обмена данными, электронной технической документацией и руководствами по усовершенствованию процессов.

Классификация современных процессов проектирования в

машиностроении

Для выявления направлений развития методик проектирования семейств СМИ были рассмотрены процессы проектирования в современных CAD, CAE и САМ системах, обеспечивающих реализацию CALS технологий [14-19]. По результатам их изучения были выделены направления развития современных процессов проектирования сложных машиностроительных изделий, характерные для предприятий машиностроительной отрасли. Здесь и в дальнейшем под проектированием сложного машиностроительного изделия будем понимать создание, преобразование и представление в принятой форме образа еще не существующего объекта. По ГОСТ 2.103-68, процесс проектирования должен в обязательном порядке включать в себя разработку технического предложения, эскизного проекта, технического проекта и рабочей конструкторской документации. Для современного машиностроения выполнение большинства этапов проектирования может быть проведено в САПР.

На основании изученной литературы [20, 21, 22, 23] можно выделить следующие критерии для классификации современных процессов проектирования:

• по уровню автоматизации;

• по направлению проектирования;

• по основополагающему подходу.

По уровню автоматизации процессы проектирования машиностроительных изделий тесно привязаны к уровню автоматизации современных средств САПР [24], следовательно, их можно разделить на три основные группы:

1. Ручные. В настоящее время практически не используются в промышленности.

2. Автоматизированные. Именно к классу систем автоматизированного проектирования относится большинство современных САПР среднего и тяжелого уровня.

3. Автоматические. Полная автоматизация процессов проектирования встречается достаточно редко и зачастую имеет место в случае формирования комплектов документации или электронных чертежей по уже готовым моделям.

По направлению процессы проектирования семейств машиностроительных изделий имеют ряд сходств с процессом построения трехмерных твердотельных моделей, описанных в работе «Основы автоматизированного проектирования» [24]. Соответственно можно выделить три основных направления проведения проектирования машиностроительных изделий:

1. Восходящее проектирование - основывается на последовательном решении проектных задач и движении от нижних уровней проекта к верхним. Выполнение проектных работ начинается с формирования базовых деталей и завершается их объединением в подсборки и сборки верхнего уровня.

2. Нисходящее проектирование - процесс формирования проектного решения, обратный восходящему проектированию. На начальных этапах разрабатывается и описывается общая концепция проекта, которая в ходе дальнейших работ последовательно детализируется до конкретных деталей и узлов.

3. Смешанное проектирование - наиболее распространённый подход к формированию проекта, в котором имеются элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования.

По подходу к рассмотрению объекта проектирования, как источника информации для формирования модели, все процессы проектирования можно разделить на три категории:

1. Системный подход [22] Системный подход подразумевает выявление структуры, типизацию связей, определение атрибутов и анализ влияния внешней среды.

2. Структурный подход - является разновидностью системного подхода, однако он требует синтезировать варианты системы из компонентов и оценивать варианты при их частичном переборе с предварительным прогнозированием характеристик компонентов [23].

3. Блочно-иерархический подход основывается на идеях восходящего и нисходящего проектирования и устанавливает связи между параметрами соседних иерархических уровней.

Наиболее часто для решения реальных задач проектирования применяется комбинация системного и блочно - иерархического подходов [26]. Взаимодействуя, они позволяют обеспечивать более полную поддержку современных методик проектирования. Примерами таких методик можно считать методики параметрического проектирования. Благодаря использованию объектно-ориентированного подхода появляется

13

возможность обеспечить универсализацию и стандартизацию взаимодействия различных деталей сборки между собой.

Методики современного проектирования машиностроительных изделий

В ответ на тенденции к увеличению объемов проектов, выполняемых на предприятиях машиностроительной отрасли, разработчики САПР стали включать в свои системы передовые методы поддержки проектирования. Основные направления развития методов проектирования - это создание новых методов проектирования семейств изделий и создание новых методов перепроектирования. Наибольшее распространение для решения этих задач получили методы параметрического моделирования.

В современной практике машиностроения под параметрическим проектированием понимают процесс наложения ограничений и параметрических зависимостей на трехмерную модель изделия и последующее моделирование изменений в изделии с использованием этих параметров и соотношений между ними для управления моделью.

Основная цель ввода параметров в структуру модели - это более полное описание модели не только с точки зрения визуального восприятия, но и с точки зрения функциональных особенностей модели. Применение параметров для управления моделью дает возможность производить модификацию ряда изделий параллельно, автоматически контролировать их совместимость, целостность, автоматически формировать чертежи по созданным моделям и производить быструю модификацию моделей [27].

Преимущества параметрического моделирования сопряжены с рядом сложностей, с которыми приходиться сталкиваться конструкторам. В случае проведения параметрического моделирования, конструктору приходиться создавать наряду с трехмерной моделью еще и математическую модель, разрабатывать параметрические зависимости и производить привязку

параметров, при изменении которых будут происходить изменения конфигурации детали или взаимные перемещения деталей в сборке. Главное качество, отличающее параметризованный геометрический элемент от обычного, заключается в больших возможностях по модификации созданного параметризованного элемента и сокращении времени, затрачиваемого на его модификацию.

Для того чтобы иметь возможность работы с параметрическими моделями, функции поддержки параметризации должны быть глубоко интегрированы в ядро САПР и подкреплены аппаратом математических вычислений. Большинство современных САПР систем основываются на ядре твердотельного моделирования собственной разработки [28, 29]. В зависимости от используемого ядра системы проектирования располагают различными средствами параметрического моделирования [30, 31]. По результатам изучения сопроводительной документации к САПР [32, 33] и различных статей и публикаций, посвященных обзору средств параметризации [28-37, 77-82] были выделены следующие методы проведения параметризации:

• табличная параметризация;

• вариационная параметризация [32, 34];

• иерархическая параметризация [34];

• геометрическая параметризация [33, 35];

• синхронная параметризация [37].

Табличная параметризация проводится путем создания таблицы

параметров типовых деталей. Создание нового экземпляра детали

производится по таблице, путём выбора из нее типоразмеров и переноса их

на новое изделие. По своим функциональным возможностям табличная

параметризация сильно ограничена, так как задание новых произвольных

значений параметров и геометрических отношений обычно невозможно в

15

силу действующих в системе ограничений. Основное назначение табличной параметризации - упростить и ускорить создание библиотек часто встречающихся изделий и деталей. Зачастую средства работы с табличной параметризацией также включают в себя средства по настройке изделий и средства по внедрению и применению их в процессе конструкторского проектирования.

Вариационная параметризация основана на механизмах управления эскизами посредствам наложения на них разнообразных параметрических и функциональных связей и задания уравнений, определяющих зависимости между различными параметрами. Она позволяет легко изменять форму эскиза и величину параметров операций, что позволяет заметно снизить затраты времени на проведение модификации и перепроектирования трёхмерной модели.

Обычно процесс применения методов вариационной параметризации состоит из нескольких базовых этапов [32]:

1. Создание эскиза для трёхмерной операции. На эскиз накладываются необходимые параметрические связи;

2. Производится уточнение размеров. На этом этапе задаются числовые значения параметров размера эскиза, отдельные размеры обозначаются как переменные и задаются зависимости других размеров от этих переменных в виде формул;

3. Производится трёхмерная операция. Значения атрибутов операции так же могут считаться параметрами;

4. В случае если создается сборка, взаимное положение деталей в сборке задаётся путём указания сопряжений между ними: совпадение, параллельность или перпендикулярность граней и рёбер, расположение объектов на расстоянии или под углом друг к другу.

Иерархическая параметризация— это параметризация, при которой определяющее значение имеет порядок создания объектов, точнее, порядок их подчинения друг другу — иерархия. В этом заключается ее основное отличие от вариационной параметризации. Для создания любого объекта модели используются уже существующие объекты. Например, для создания эскиза нужна плоскость или грань, для создания фаски — ребро. Связи автоматически возникают по мере выполнения команд создания объектов в модели и существуют, пока эти объекты не будут удалены или отредактированы. Например, при создании эскиза на грани формообразующего элемента возникает соответствующая иерархическая связь. В результате эскиз при любых изменениях модели будет оставаться на указанной грани до тех пор, пока его не удалят или не перенесут на другую грань. Редактирование исходного объекта вызывает перестроение только производных объектов [34]. Объект, для создания которого использовались любые части или характеристики другого объекта, считается подчиненным этому объекту. Например, эскиз построен на грани основания — эскиз подчиняется основанию. В эскизе есть проекции ребер приклеенного формообразующего элемента — эскиз подчиняется этому элементу. Вырезанный формообразующий элемент построен путем операции над эскизом — элемент подчиняется эскизу. При приклеивании формообразующего элемента глубина его выдавливания задавалась до вершины элемента вращения — элемент выдавливания подчиняется элементу вращения. Фаска построена на ребре кинематического элемента — фаска подчиняется кинематическому элементу. Вспомогательная ось проведена через вершины формообразующих элементов — ось подчиняется этим элементам. Вспомогательная плоскость проведена через ось перпендикулярно грани формообразующего элемента — плоскость подчиняется оси и формообразующему элементу. Иерархические

параметрические связи между объектами модели являются неотъемлемой частью этой модели. В отличие от параметрических связей графических объектов в эскизе и сопряжений компонентов сборки, в системах САПР нельзя отказаться от формирования этих связей или удалить их. При иерархической параметризации сохраняются существующие в модели связи между ее объектами. Все эти связи сохраняются и обновляются при любом перестроении модели. Любой объект участвует в параметрических связях со своими исходными и производными объектами. Причем перечисленные выше связи обладают следующими свойствами:

• при изменении исходного объекта меняется производный;

• производный объект можно изменить путем редактирования как исходного объекта, так и собственных, независимых параметров этого производного объекта.

Геометрическая параметризация - это проектирование, при котором геометрия каждого параметризованного объекта пересчитывается в зависимости от положения родительских объектов, а так же в зависимости от значений его параметров и переменных. В случае геометрической параметризации, параметрическая модель включает в себя элементы построения и элементы изображения. К элементам построения относят конструкторские линии. Их основная цель - задавать параметрические связи в модели. К элементам изображения относятся линии изображения, которыми обводятся конструкторские линии, а также такие элементы оформления как размеры, надписи, штриховки и прочее. Суть геометрической параметризации в том, что одни элементы построения могут зависеть от других элементов. Сами по себе элементы построения так же могут содержать параметры. При изменении одного из элементов модели все зависящие от него элементы перестраиваются в соответствии со своими параметрами и способами их задания [33].

Процесс создания параметрической модели с применением методов геометрической параметризации содержит в себе следующие основные стадии:

1. Конструкторскими линиями задаётся геометрия профиля и отмечаются ключевые точки;

2. Проставляет размеры между конструкторскими линиями. Если требуется, то задаются зависимости размеров друг от друга;

3. Конструкторские линии переводятся в линии изображения. В результате этого формируется профиль, с которым, впоследствии, осуществляются различные трёхмерные операции;

4. Последующие этапы в целом аналогичны процессу моделирования с использованием метода вариационной параметризации.

Основное преимущество геометрической параметризации -возможность гибкого редактирования трехмерной модели. В том случае, если возникает необходимость модифицировать геометрию проектируемого объекта, инженеру не обязательно удалять исходные линии построения, а достаточно провести новую линию построения и перенести на нее линию изображения. Таким образом, удается избежать потери ассоциативных взаимосвязей между элементами модели вследствие удаления значимых объектов и нарушения целостности параметрической модели.

Моделирование с применением технологий синхронной параметризации [37] - это подход к проектированию, объединяющий простоту прямого моделирования с управляемостью и предсказуемостью параметрического моделирования. Синхронный подход к параметризации объединяет в себе скорость и гибкость вариационной параметризации с высокой степенью автоматизации проектных работ, характерной для иерархической параметризации.

На данный момент работа с синхронной технологией в достаточно полной мере реализована в САПР Solid Edge и планируется ее реализация в САПР NX.

Текущая реализация синхронных технологий проектирования позволяет получить следующие преимущества:

1. Автоматическое распознавание взаимосвязей элементов модели. Возможность автоматически распознавать параллельность, касание, соосность, горизонтальность и вертикальность объектов и сохранять эти связи в процессе редактирования моделей;

2. Возможность менять параметры эскизов по аналогии с вариационной параметризацией;

3. Возможность перемещать эскиз по родительской плоскости, не нарушая связей иерархической параметризации;

4. Табличное и формульное задание параметров модели;

5. Двунаправленное редактирование геометрии. Элементы можно изменять независимо от порядка их создания, устраняя тем самым взаимосвязи типа «родитель — потомок» между элементами.

Результаты анализа преимуществ и недостатков существующих подходов к параметризации сведены в таблицу 1.1.

Метод параметризации Работа с логическими выражениями Модификация значений параметров Модификация связей объектов Использование переменных Добавление новых параметров Автоматическое наложение ограничений

Табличная параметризация Нет Да Нет Да Нет Нет

Вариационная параметризация Да Да Нет Да Да Нет

Иерархическая параметризация Да Нет Да Нет Нет Да

Геометрическая параметризация Нет Да Да Нет Да Да

Синхронная параметризация Да Да Да Нет Да Да

По результатам рассмотрения методик параметрического проектирования можно сделать вывод, что в современных САПР для повышения эффективности перепроектирования используются комбинации нескольких методов в рамках ядра одной САПР, за счет чего достигается расширение возможностей параметрического проектирования, однако значительно усложняются используемые инструменты, в ходе работы.

Современные САПР с инструментами параметрического

проектирования

Методики параметрического моделирования очень сильно различаются в случае их использования в различных САПР. Помимо общепринятой классификации САПР на легкие, средние и тяжелые, по используемым методам параметрического моделирования современные САПР можно разделить на три основные группы [70,71]:

• САПР, использующие только табличную параметризацию. Такие САПР очень редки и зачастую используются совместно с библиотеками готовых элементов и не предоставляют обширного функционала;

• САПР, использующие комбинацию иерархической, вариационной и табличной параметризации. Большинство современных САПР принадлежит именно к этой группе. Типичными примерами таких САПР являются «КОМПАС», «AutoCAD», «SolidWorks» [32, 34];

• САПР, использующие комбинацию иерархической и геометрической параметризации. Это мало распространенный тип САПР. Без взаимодействия с вариационной параметризацией, геометрическая параметризация не обладает достаточным функционалом для разработки крупных проектов для длительного использования и поддержки модификации решений;

• САПР, объединяющие в себе геометрическую, иерархическую и вариационную параметризацию. Данный тип САПР предоставляет наиболее широкие функциональные возможности для параметрического моделирования. Примерами таких САПР являются «T-FLEX CAD» и «NX» [33, 35]. Однако, поддержка большого количества методов параметризации очень сложна и, как результат, снижается надежность получаемых параметрических моделей [29, 38, 39];

• САПР, использующие инновационные методы параметрического моделирования. Сюда можно отнести новейшие разработки в области средств параметризации, которые только начинают внедряться. Новейшим примером САПР такого типа является «Solid Edge», использующий синхронную параметризацию [37, 40];

• САПР, использующие прочие комбинации методик проектирования. Для изучения предоставляемых параметрических возможностей САПР

среднего уровня различных типов рассмотрим параметрические возможности наиболее распространенных представителей каждой группы:

• T-Flex CAD;

• Компас 3D;

• Solid Edge.

Объединение геометрической, иерархической и вариационной параметризации на примере САПР «T-FLEX CAD 10»

Параметрическая модель T-FLEX состоит из двух частей — элементов построения и элементов изображения. Первые непосредственно задают параметрические связи и аналогичны тонким карандашным линиям, которые затем обводятся тушью. Ко вторым относятся сами линии изображения Т - FLEX, а также элементы оформления: размеры, надписи, шероховатости,

штриховки. Подсистема параметрического моделирования Т-РЬЕХ основана на геометрической параметризации.

В системе предусмотрено установление зависимости одних элементов построения от других элементов. Также элементы построения могут содержать в себе параметры. При изменении одного из элементов модели все зависящие от него элементы перестраиваются в соответствии со своими параметрами и способами их задания (Рис 1.1).

1 imit;< ким.имим» к»м?|лм)

¡^■■ВШ

f\>i**t гчжз««»«* С.****» v*«»«t 0£»*»•«: 5« w» • i - * »

йэала £ • / : ♦ У аол® в% HS ❖ « ш [дар # • a

7 ^ alo : фо ; e» HB

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Кандаулов, Валерий Михайлович

Выводы

1. Полученные результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод, что средства проектирования, использующие разработанную иерархически структурированную систему паттернов, являются достаточно эффективными;

2. Полученная ИССП для проектирования современных систем водоочистки, внедренная на ЗАО «Системы водоочистки», позволяет более эффективно использовать успешные наработки, полученные в ходе выполнения предыдущих проектов, в дальнейшей работе предприятия;

3. Полученная ИССП для проектирования платформенных магнитных сепараторов, внедренная на ЗАО «Системы водоочистки», может быть использована для более эффективного решения предстоящих задач по проектированию изделий семейства платформенных магнитных сепараторов;

4. Методика проектирования с применением паттернов и САПР «РаИегп8у81ет» показывают снижение времени перепроектирования в среднем на 20% по сравнению с используемыми сейчас методиками и инструментами;

5. Эффективность предлагаемых инструментов оказывается максимальной при использовании для работы с изделиями, содержащими ориентировочно от 100 до 900 параметрических связей и переменных, и обеспечивает снижение времени перепроектирования на 25%. Это количество управляющих параметров примерно соответствует сборками из 10-80 деталей.

Заключение

Предложенные в диссертационной работе методики и инструменты могут считаться развитием существующих способов проектирования семейств изделий с использованием параметрических моделей. Они нацелены компенсировать сниженную эффективность методов параметрического моделирования в следующих ситуациях:

• при работе со сложными машиностроительными изделиями, количество деталей и сборок в которых очень велико;

• при работе с небольшими проектами, в которых применение инструментов параметрического моделирования приводит к заметному увеличению времени проектирования.

В ходе разработки методики повышения эффективности проектирования был изучен опыт использования паттернов в областях архитектуры и программирования, рассмотрена их структура и преимущества, достигаемые за счет их применения.

При разработке паттернов машиностроения и иерархически структурированной системы паттернов была создана модель исследуемых объектов. Был разработан набор онтологий, содержащий минимальный набор элементов, достаточный для дальнейшей работы. На базе полученной онтологической модели, был разработан алгоритм поиска и подбора решений для использования в других задачах проектирования с учетом конкретных требований проектов, использующий грубые множества Павлака.

При подготовке инструментов обеспечения проектирования была разработана

САПР, получившая название «РайегпЗузСет» и зарегистрированная в Роспатент.

Также была разработана и зарегистрирована база данных, необходимая для работы системы. Полученная база данных позволяет хранить паттерны и трехмерные модели в рамках выбранного параметризованно-декларативного подхода,

151 прикреплять к ним дополнительные изображения, сопроводительные документы, необходимые расчеты, конструкторскую и технологическую документацию. Для реализации инструментов проектирования с использованием ИССП был выбран язык С# и клиент-серверная архитектура, в которой недостатки данного типа архитектуры были уменьшены за счет использования модели Мос1е1-У1е\¥-СопЬх)11ег и отсоединенного представления базы данных. Структура системы включает в себя подсистему выделения паттернов, подсистему управления паттернами, подсистему интеграции паттернов в САПР и подсистему систематизации и каталогизации паттернов.

В качестве практического применения полученных инструментов проектирования были разработаны две ИССП для ЗАО «Системы водоочистки»:

• ИССП для проектирования батарей очистных элементов;

• ИССП для проектирования магнитных сепараторов.

Эффективность разработанной методики и инструментальных средств ее реализации подтверждена двумя сериями экспериментов по перепроектированию платформенных магнитных сепараторов на ЗАО «Системы водоочистки», в ходе которых было получено снижение времени, затрачиваемого на перепроектирование СМИ с использованием ИССП. По результатам экспериментов, наиболее эффективным является использование паттернов для работы с изделиями, содержащими от 100 до 900 параметрических связей и переменных. Для таких изделий наблюдается снижение времени перепроектирования на 25% по сравнению с уже существующими инструментами. Это количество управляющих параметров примерно соответствует сборками из 10-80 деталей. При увеличении сложности изделий, снижение времени перепроектирования достигает 15% для изделий, в перепроектировании которых задействованы инженеры, ранее не работавшие с ними, и 25% для изделий, перепроектирование которых уже было освоено. Такое снижение времени перепроектирования в условиях реального проекта по перепроектированию платформенного магнитного сепаратора привело к сокращению времени выполнения работ с 96 человеко-часов до 82. Повторное перепроектирование изделия под другие условия применения заняло уже 72 человеко-часа.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 11 конференциях и представлены в 12 печатных работах по тематике исследования.

На научную новизну в диссертационной работе претендуют:

1. Структура паттерна для области машиностроения, позволяющая проектировать и перепроектировать машиностроительные изделия.

2. Методика проектирования семейств сложных машиностроительных изделий на основе паттернов.

3. Механизм подбора проектных артефактов для использования в других контекстах проектирования.

Разработанные программные средства и методики проектирования были внедрены на ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» и ЗАО «Системы водоочистки».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кандаулов, Валерий Михайлович, 2012 год

Список использованной литературы

1. Управление параметризацией сложных машиностроительных изделий в среде средних САПР / В. В. Шишкин [и др.] // Вестник Ульяновского государственного технического университета. - 2005. - № 1. - С.50-52.

2. Кандаулов, В. М. Анализ механизмов параметризации с точки зрения паттернов проектирования / В. М. Кандаулов, В. В. Шишкин // Вузовская наука в современных условиях: тез. док. 43-й науч.-тех. конф. - Ульяновск : УлГТУ, 2009. - С.262.

3. Hohpe, G. Enterprise Integration Patterns: Designing, Building, and Deploying Messaging Solutions / G. Hohpe, B. Woolf. - Addison-Wesley, 2004. - 500pp.

4. Фаулер, M. Архитектура корпоративных программных приложений. / М. Фаулер. - М. : Вильяме, 2006. - 544 с.

5. Губич, Л. Подходы к автоматизации проектирования на базе средств параметризации CAD/CAM-систем / Л. Губич, А. Прохорова // САПР и графика. - 2000. - №12. - С.60-64.

6. Жигулин, В. О том, как твердое тело может быть слишком твердым, или взгляд на параметризацию сбоку [Электронный ресурс] / В. Жигулин // САПР и графика, 2001. - №1. - Режим доступа: http://www.sapr.m/article.aspx?id=6646&iid=272.

7. Шишкин, В. В. Система управления параметризацией сложных машиностроительных изделий в среде средних САПР / В. В. Шишкин, Т. П. Пилюгина // Вестник РАН. - Самара : СГПУ, 2008. - С.27-30.

8. Кукоренко, Е. П. Система внедрения технологических спецификаций для управления производством промышленных предприятий /Е.П. Кукоренко,

С. В. Коровкин // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4. - С.53-76.

154

9. ГОСТ Р 15.000-94. Система разработки и постановки продукции на производство. Основные положения. - Введен 01.01.95 - М.: Госстандарт России, 1994. - 10 с.

10. Ушаков, И. Ф. Формы числового машинного взаимодействия в комплексной САПР ТП / И. Ф. Ушаков - М.: Машиностроительное производство. Сер. Автоматизированные системы проектирования и управления: Обзор информации, 1989. - 40 с.

11. Гансалес-Сабаттер, А. Интеграция CAD/CAM в CALS технологии /

A. Гансалес-Сабаттер // Машиностроитель. - 2003. - №11. - С.36-40

12. Стародубцев, В. Управление конфигурацией: задачи, стандарты и реализация /

B. Стародубцев // CAD/CAM/CAE observer. - 2006. - №4. - С.65-71.

13. Никольский, С. Н. Онтология и задачи автоматизации проектирования / С.Н. Никольский // Качество и ИПС (CALS) - технологии. - 2005. - №3.

- С.53-56.

14. Кукоренко, Е. П. Система внедрения технологических спецификаций для управления производством промышленных предприятий /Е. П. Кукоренко,

C. В. Коровкин // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4. - С.53-76.

15. Интеллектуальные возможности современных CAM-систем (по материалам разработчиков CAM-изданий) // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4 (9).

- С.74-75.

16. Гансалес-Сабаттер, А. Интеграция CAD/CAM в CALS технологии / А. Гансалес-Сабаттер // Машиностроитель. - 2003. - №11. - С.36-40.

17. Кукоренко, Е. П. Система ведения технологических спецификаций для управления производством промышленных предприятий / Е. П. Кукоренко, С. В. Коровкин // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4. - С.75-76.

18. Гансалес-Сабаттер, А. САПР технологий спецификаций для управления производством промышленных предприятий / А. Гансалес-Сабаттер // Машиностроитель. - 2003. -№11.- С.28-32.

19. Стародубцев, В. Управление конфигурацией: задачи, стандарты и реализация / В. Стародубцев // CAD/CAM/CAE observer. - 2006. - №4. -С. 65-71.

20. Ширялкин, А. Ф. Основы формирования многоуровневых классификаций естественного типа для создания эффективных производственных сред в машиностроении / Ширялкин А. Ф. - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - 298 с.

21. Исаев, В. К. Применение объектно-ориентированного подхода для моделирования адаптивных систем / В. К. Исаев, С. В. Сорокин // Труды XIX «Международной Интернет-ориентированной конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения» (МИКМУС - 2007). - 2007. -С.232.

22. Ширялкин, А. Ф. Концепция системного подхода к вопросу технической подготовки и управления машиностроительным производством с элементами теории самоорганизации // Системы искусственного интеллекта и нейроинформатика: Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике». - Ульяновск : УлГТУ, 2003. - т.З. - С. 165-168.

23. Тихоплав, В. Ю. Системный подход как метод решения инженерных проблем / В. Ю. Тихоплав. - Киев : Общество «Знание», 1988. - 375 с.

24. ГОСТ Р 23501.108-85. Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначение. - Введен 01.01.86 - М. : Госстандарт СССР, 1985.- 13 с.

25. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования / И. П. Норенков. - Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009 - 432 стр.

26. Брюханов, В. Н. Методология разработки структурно-комплексных решений автоматизированных комплексных систем / В. Н. Брюханов // Автоматизация и современные технологии. - 2006. - №4. - С.20-24.

27. Викулин, Ю. Ю. Параметрическое моделирование поверхности адаптивного крыла с гибкими обшивками : Дис. ... канд. техн. наук : 05.01.01 / Ю. Ю. Викулин. - Москва, 2005. - 132 с.

28. Ерин, А. Реальная параметризация / Ерин А. // САПР и графика. - 2007. - №4.

- С.38-46.

29. CAD/CAM/CAE/PLM Russian Community Board [Электронный ресурс]: Крупнейший российский электронный ресурс по выбору, сравнению и решению возникающих вопросов при работе с САПР. - Электронные данные.

- Режим доступа: http://fsapr2000.ru/ - Заглавие с экрана.

30. «Интеллектуальные возможности современных САМ-систем (по материалам разработчиков САМ-изданий) // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4.

- С.74-75.

31. Белей, Т. А. САПР ТП «Вертикаль» / Т. А. Белей // CAD/CAM/CAE observer.

- 2006. - №2. - С.64-68.

32. ЗАО «АСКОН». КОМПАС - 3D vl2 Руководство пользователя [Электронный ресурс] : руководство для пользователя программного продукта, описывающего основные возможности САПР КОМПАС. - Мультимедийный электронный продукт. - Коломна: ЗАО «АСКОН», 2010. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - Загл. с экрана.

33. ЗАО «ТОП СИСТЕМЫ». T-FLEX 2010 Руководство пользователя [Электронный ресурс] : руководство для пользователя программного продукта, описывающего основные возможности САПР T-FLEX.

- Мультимедийный электронный продукт. - Москва: ЗАО «ТОП СИСТЕМЫ», 2010.-1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - Загл. с экрана.

34. Голиков, А. Компас - инструмент для комплексных решений / А. Голиков // CAD/CAM/CAE observer. - 2002. - №4. - С.53-76.

35. Устинов, M. T-FLEX CAD 10 — легкая параметризация / М. Устинов // САПР и графика. - 2006. - №2. - С.52-57.

36. Российский комплекс программ T-flex CAD/CAM/CAE/PDE. - M. : АО «Топ Системы», 2002. - 40с.

37. Siemens Product Lifecycle Management Software, Inc. Solid Edge с синхронной технологией — революция в области САПР / Siemens Product Lifecycle Management Software, Inc. //САПР и графика. - 2008. - №9. - С. 46-50.

38. Российский программный комплекс T-Flex CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM [Электронный ресурс] : Официальный форум по поддержки САПР T-FLEX CAD и других решений от компании «Топ Системы». - Электронные данные.

- Режим доступа: http://www.tflex.ru/forum/ - Заглавие с экрана.

39. Форум пользователей систем КОМПАС, ЛОЦМАН, ВЕРТИКАЛЬ, Корпоративных Справочников и прикладных библиотек. Территория взаимопомощи и профессионализма [Электронный ресурс] : Официальный форум по поддержки САПР КОМПАС и других решений от компании «АСКОН». - Электронные данные. - Режим доступа: http://forum.ascon.ru/ -Заглавие с экрана.

40. Siemens PLM Software Official Web Portal [Электронный ресурс] : Официальный сайт поддержки и распространения информации о решениях САПР от Siemens. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.plm.automation.siemens.com/ - Заглавие с экрана.

41. Alexander, К. et al. The Timeless Way of Building (volume 1) / K. Alexander, S. Ishikawa, M. Silverstein. - New York : Oxford University Press, 1977. - 1171pp.

42. Alexander, K. et al. Pattern Language: Towns, Buildings, Construction (volume 2) / K. Alexander, S. Ishikawa, M. Silverstein. - New York: Oxford University Press, 1977.-552pp.

43. Alexander, K. et al. The Oregon Experiment (volume 3) / K. Alexander, S. Ishikawa, M. Silverstein - New York: Oxford University Press, 1977. - 202pp.

44. Fowler, M. Patterns of Enterprise Application Architecture / M. Fowler, D. Rice, M. Foemmel, etc. - Boston, MA : Addison-Wesley, 2003. - 517pp.

45. Sherif M. Yacoub. Pattern-Oriented Analysis and Design: Composing Patterns to Design Software Systems / Sherif M. Yacoub, Hany H. Ammar // Boston, MA : Addison-Wesley, 2004. - 373pp.

46. Unified Modeling Language: Объектно-ориентированный анализ и проектирование [OOA&II/OOA&D] [Электронный ресурс] : Электронный каталог паттернов проектирования программного обеспечения и проведения объектно-ориентированного анализа. - Электронные данные. - Режим доступа: http://ooad.asf.ru/Patterns.aspx/ - Заглавие с экрана.

47. Басс, JI. Архитектура программного обеспечения на практике / JI. Басс, П. Клементе, Р. Кацман. - СПб: Питер, 2006. - 576 с.

48. Albin, S. Т. The art of Software Architecture: Design Methods and Techniques. / S. T. Albin. - Wiley, 2003. - 336pp.

49. Исаев, В. К. Применение объектно-ориентированного подхода для моделирования адаптивных систем / В. К. Исаев, С. В. Сорокин // Труды XIX «Международной Интернет-ориентированной конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения» (МИКМУС - 2007). - 2007. -С. 232.

50. Кандаулов, В. М., Шишкин, В. В. Методы хранения паттернов проектирования сложных машиностроительных изделий для систем параметризации в реляционных базах данных // Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации: сб. тез. конф. - Ульяновск : УлГТУ, 2009. - С.40 - 45.

51. Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. - Спб. : Питер, 2000. - 384.

52. Инмон Б. DW 2.0: хранилища данных следующего поколения / Б. Инмон. - Открытые системы, 2007. - №5. - С.20-26.

53. Stumme, G. Semantic Web Mining. State of the art and future directions / G. Stumme, F. Hotho, В. Berendit // Web Semantics: Science, Services and Agents on the World Wide Web, 2006, № 4, pp. 124-143.

54. Stojanovic, L. The role of ontologies in autonomic computing systems // IBM Systems Journal Vol. 43, 2004, № 3, pp. 598-616.

55. Загоруйко, H. Г. Формирование базы лексических функций и других отношений для онтологии предметной области / И. Г. Загоруйко, А. М. Налетов, А. А. Соколова, В. А. Чурикова // Труды межд. конф. «Диалог-2004». - М. : Наука, 2004. - С.202-204.

56. Гладун, А. Я. Формирование и применение онтологий предметных областей для поиска Web-сервисов на семантическом уровне / А. Я. Гладун, Ю. В.

Рогушина // Труды Межд. конф. «Знания-Онтологиии-Теория» 30HT-2007. Т.2. - Новосибирск: РАН Ии-т математики им. С.П. Соболева, 2007. - С. 177186.

57. Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. - СПб. : Питер, 2000. - 384 с.

58. Model-View-Controller [Электронный ресурс] : Статья, посвященная особенностям и преимуществам использования данной схемы проектирования ПО. - Электронные данные. - Режим доступа: http://ru. wikipedia. org/wiki/ Model-View-Controller - Заглавие с экрана.

59. Kandaulov, V. M. Design methods on pattern basis for complex machine-building products / V. M. Kandaulov, V. V. Shishkin // Interactive Systems: Problems of Human-Computer Interaction. - Ulyanovsk State Technical University, 2009. -pp.172-178.

60. Фаулер, M. Patterns of Enterprise Application Architecture (Addison-Wesley Signature Series) / M. Фаулер. - M. : Вильяме, 2009. - C.544.

61. Гамма, Э. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования / Э. Гамма [и др.]. - СПб : Питер, 2007. - С.366.

62. Гранд, М. Patterns in Java, Volume 1. A Catalog of Reusable Design Patterns Illustrated with UML / M. Гранд. - M. : Новое знание, 2004. - C.560.

63. Ларман, К. Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development / К. Ларман - M. : Вильяме, 2006. -736 c.

64. Кериевски, Д. Refactoring to Patterns (Addison-Wesley Signature Series) / Д. Кериевски. - M. : Вильяме, 2006. - 400 с.

65. Скотт В. Эмблер, Refactoring Databases: Evolutionary Database Design (Addison-Wesley Signature Series) / Скотт В. Эмблер. - M. : Вильяме, 2007. - 368 с.

66. Фаулер, М. Архитектура корпоративных программных приложений / М. Фаулер - М. : Вильяме, 2004. -544 с.

67. Автоматизированное рабочее место по ГОСТ 34.003-90 [Электронный ресурс] : Техническая документация. - 2010. - режим доступа http://tdocs/8509

68. Буч, Г. Объекто-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений / Г. Буч [и др.]. - М.: Вильяме, 2008. - 420 с.

69. Глинских, А. Мировой рынок CAD/CAM/CAE-систем / А. Глински // Компьютер-Информ. - 2002. - №1 (117). - С.22-23.

70. Грачевский, А. Апперкот. Почему все может измениться на рынке САПР / А. Грачевский // CADmaster. - 2008. - №1 (41). - С.82-85.

71. Kandaulov, V. М. Design methods and a computer-aided design system on pattern basis / V. M. Kandaulov, V. V. Shishkin // Interactive Systems: Problems of Human-Computer Interaction. - Ulyanovsk State Technical University, 2011.

- P.180-188.

72. Кандаулов, В. M. Методы проектирования сложных машиностроительных изделий на основе паттернов / В. М. Кандаулов, В. В. Шишкин // Вузовская наука в современных условиях: тез. док. 44-й науч.-тех. конф.

- Ульяновск : УлГТУ, 2010. - С.97.

73. Кандаулов, В. М. Способы выявления паттернов из сложных машиностроительных изделий // Вузовская наука в современных условиях: тез. док. 45-й науч.-тех. конф. - Ульяновск : УлГТУ, 2011. - С. 148.

74. Кандаулов, В. М. Система автоматизированного проектирования сложных машиностроительных изделий на базе паттернов проектирования /

В. М. Кандаулов, В. В. Шишкин // Автоматизация процессов управления. -2011.-№3(25).-С. 56-62.

75. Мазурин, А. CASE-средства для автоматизации инженерной деятельности / А. Мазурин // САПР и графика, 2001. - №2. - С.50-56.

76. Обзор ядер геометрического моделирования [Электронный ресурс] : Статья, посвященная сравнению преимуществ и недостатков различных ядер геометрического моделирования. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.cad.dp.ua/obzorz/kamel.php - Заглавие с экрана.

77. Независимый информационный портал САБобзор [Электронный ресурс] : Статья, посвященная сравнению преимуществ и недостатков распространенных CAD-систем. - Электронные данные. - Режим доступа: http://cadobzor.ru/Зaглaвнaя_cтpaницa- Заглавие с экрана.

78. Судов, Е.В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели. / Е.В. Судов. - М. : МВМ, 2003. - 264 с.

79. Antonsson, Е.К. The Potential for Mechanical Design Compilation // Research in Engineering Design, 1997. - № 9(4). - P. 191-194.

80. Методические указания по использованию систем КОМПАС, ВЕРТИКАЛЬ и ЛОЦМАН:РЬМ в учебном процессе [Электронный ресурс] : основы работы с API САПР «КОМПАС». - Электронные данные. - Режим доступа: http://edu.ascon.ru/library/methods/ - Заглавие с экрана.

81. Разработка 3d моделей и чертежей в 3 шага [Электронный ресурс] : основные методы и приемы работы с трехмерными моделями средствами API.

- Электронные данные. - Режим доступа: http://solidworld.ru/

- Заглавие с экрана.

82. Форум программистов [Электронный ресурс] : Практические советы и решение вопросов по разработке с использованием API «КОМПАС».

- Электронные данные. - Режим доступа: http://forum.codeby.net/

- Заглавие с экрана.

83. Кидрук, М. KoMnac-3D VIO на 100% / М. Кидрук. - СПб : Питер, 2009.

- 560 С.

84. Кудрявцев, Е. М. Компас-ЗБ VIO. Максимально полное руководство (комплект из 2 книг) / Е. М. Кудрявцев. - М. : ДМК пресс, 2008. - 1184 с.

85. Мастер-класс по разработке приложений для «КОМПАС» [Электронный ресурс] : Практические советы, учебные курсы и описание основных методов работы. - Электронные данные. - Режим доступа: http://ams.tsu.tula.ru/ASCON/

- Заглавие с экрана.

86. Кунву, Л. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) / Л. Кунву. - СПб. : Питер, 2004.

- 560 с.

87. Pro Technologies: профессиональные технологии бизнеса [Электронный ресурс] : Обзор CAD\CAM\CAE\PDM системы Pro Technologies.

- Электронные данные. - Режим доступа: http://www.pro-technologies.ru/index.php/ - Заглавие с экрана.

88. Самсонов, О. Проблемы интеграции прикладных систем / О. Самсонов, Ю. Тарасов // САПР и графика, 2010. - №1. - С. 42-46.

89. Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации / М. : Экономика, 1991. - 100 с.

90. Мартин, Р. Чистый код. Создание, анализ и рефакторинг / Р. Мартин.

- СПб. : Питер, 2010. - 464 с.

91. Фримен, А. ASP.NET МУС 3 Framework с примерами на С# для профессионалов / А. Фримен, С. Сандерсон. - М. : Вильяме, 2010. - 663 с.

92. Мартин, Р. С. Принципы, паттерны и методики гибкой разработки на языке С# / Р. С. Мартин, М. Мартин. - М. : Символ-Плюс, 2010. - 768 с.

93. Мак-Дональд, М. WPF: Windows Presentation Foundation в .NET 4.0 с примерами на С# 2010 для профессионалов / М. Мак-Дональд.

- М. : Вильяме, 2010. - 1025 с.

94. Стиллмен, Э. Head First С# / Э. Стиллмен, Дж. Грин. - СПб. : Питер, 2010.

- 840 с.

95. Бейли, Л. Head First SQL / Л. Бейли. - СПб. : Питер, 2010. - 766 с.

96. Пилон, Д. Управление разработкой ПО / Д. Пилон, Р. Майлз.

- СПб. : Питер, 2010. - 470 с.

97. Троелсен, Э. Язык программирования С# 2010 и платформа .NET 4 / Э. Троелсен. - М. : Вильяме, 2011. - 1392 с.

98. Borghoff. Information Technology for Knowledge Management / Borghoff et al..

- Bin. : Springer-Verlag, 1998. - 366 pp.

99. Hinkelmann. Task-oriented web-search refinement and information filtering / Hinkelmann et al.. - GmbH. : DFKI, 1997. - 400 pp.

100. Россеева, О.И. Организация эффективного поиска на основе онтологий / О. И. Россеева, Ю. А. Загорулько // Труды международного семинара Диалог'2001 по компьютерной лингвистике и ее приложениям. - Т.2.

- Аксаково, 2001. - С.333-342.

101. Thomas R. Gruber. Towards Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing // International Workshop on Formal Ontology. - Padova, Italy, 1993. - p.63-70.

102. Кандаулов, В. М. Разработка структуры паттернов для системы проектирования сложных машиностроительных изделий // Информационные системы и измерительно-вычислительные комплексы: сб. докладов студентов и аспирантов. - Ульяновск : УлГТУ, 2010. - С.31-32.

103. Кандаулов, В. М. Методы проектирования сложных машиностроительных изделий на основе паттернов / В. М. Кандаулов, В. В. Шишкин // Информационные технологии: межвузовский сборник научных трудов.

- Ульяновск : УлГТУ, 2009. - С.30-34.

104. Кандаулов, В. М. Разработка подсистемы каталогизации и систематизации для системы автоматизированного проектирования сложных машиностроительных изделий на основе паттернов / В. М. Кандаулов, В. В. Шишкин // Информатика и вычислительная техника: сборник научных трудов.

- Ульяновск : УлГТУ, 2010. - С.45-50.

105. Кандаулов, В. М. Реализация межпрограммного взаимодействия для системы иерархического проектирования сложных машиностроительных изделий // Информатика и вычислительная техника: сборник научных трудов.

- Ульяновск : УлГТУ, 2011. - С.259-263.

Приложение А. Акт внедрения на ЗАО «Системы водоочистки»

УТВЕРЖДАЮ Генеральный конструктор ЗАО «Системы водоочистки», доктор технических наук, Г:. VI. Булыжев

2011 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Кандаулова В.М.

«Проектирование семейств сложных машиностроительных изделий на основе паттернов»

Аспирантом кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» Ульяновского государственного технического университета Кандауловым В.М. были исследованы методики автоматизированного проектирования семейств сложных машиностроительных изделий, разработана структура представления сложных машиностроительных изделий в виде паттернов, создана математическая модель для проектирования сложных машиностроительных изделий и подбора проектных артефактов среди уже выполненных проектов, пригодных для использования в других контекстах проектирования.

На основе полученных материалов была разработана интегрируемая система автоматизированного проектирования для сложных машиностроительных изделий на основе паттернов с набором драйверов тодключения к различным машиностроительным САПР. С помощью полученной системы были подготовлены иерархически структурированные системы паттернов для проектирования платформенных магнитных сепараторов и систем водоочистки.

Программная система и полученные артефакты проектирования переданы на ЗАО «Системы водоочистки» и используется при проектировании семейства платформенных магнитных сепараторов для машиностроительных и металлургических предприятий РФ и Украины.

Заместитель генерального директора по науке

Начальник проектно-конструкторского отдела

В.Г. Ромашкин

В.В. Олешкевич

Приложение Б. Акт внедрения на ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения»

«УТВЕЖДАЮ»

Генеральный директор ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения», д.т.н.

; ; ; п ; __H.H. Макаров

«' ''»" 2012 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Кандаулова В.М.

«Проектирование семейств сложных машиностроительных изделий на • основе паттернов»

Аспирантом кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» Ульяновского государственного технического университета Кандауловым В.М. б|ыли исследованы методики автоматизированного проектирования семейств сложных машиностроительных изделий. Была разработана структура представления сложных машиностроительных изделий в виде паттернов, Математическая модель для проектирования сложных машиностроительных изделий и подбора проектных артефактов, пригодных для использования в других контекстах проектирования, среди уже выполненных проектов.

На основе полученных материалов Кандауловым В.М. была разработана интегрируемая система автоматизированного проектирования для сложных машиностроительных изделий на основе паттернов с набором драйверов подключения к различным машиностроительным САПР. Данная система автоматизированного проектирования передана на ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» для применения при проектировании Изделий основного и вспомогательного производства.

Начальник отдела информационных технологий

/Акимова Т.Е./

*

Приложение В. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011613160

: Щ т

8? $

«

№. К

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2011613160

Система автоматизированного проектирования иерархических моделей с применением паттернов «РаНегпБз^ст»

11равооблаяат1,ль(ли): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет > (Я С')

Лвтор(1»1): Шишкин Вадим Викторинович, Кандаулов Валерий Михайлович (Я1})

Заявка № 2011611212

Дата поступления 25 февраля 2011 г.

Зарегистрировано о Реестре программ для ЭВМ

21 апреля 2011 г.

Руководитель Федеральной службы но шипс.иектуальной собственности, патентам и токарным тикам

li.il. Симонов

7

с

Ей

Приложение Г. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011613161

«ш® ш

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2011613161

Подсистема управления параметрическими моделями

иравообладатель(ли): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования « Ульяновский государственный технический университет » (Ки)

Автор(ы): Шишкин Вадим Викторинович, Кандаулов Валерий Михайлович (НИ)

Лишка К» 2011611213

Даш Поступления 25 февраля 2011 г. Зарегистрировано н Реестре программ для ЭНМ 21 апреля 2011 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

Б.П. Симонов

&

Приложение Д. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2012610529

т^шЖтАш «дарАирш

й

й й ж Й

г

Ю ВШ й £5 Й й 2} Й Ш

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2012610529

Система построения параметрических моделей семейств сложных .машиностроительных изделий в среде САПР КОМПАС

11равоо6далатс.Iь(лн): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования о Ульяновский государственный технический университет> (ЯС)

Лвтор(ы): Шишкин Вадим Викторинович, Киноаулов Валерий Михайлович, Хайрова Татьяна Петровна (Н11)

Заявка N 2011618427

Дата поступления 8 ноября 2011 г. Ларешсгрирошноп Рссетрс программ лля ЭВМ 10 января 2012 г.

h/KoiioOiwiev, Федерамюй службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

Ь.П. CtLVUHIlH

а

к

& и ш и й Й is й Й & Й Й Й ш & т & « й & s Й Й Й Й и a? ак к ?>: « Й

Приложение Е. Свидетельство о регистрации БД № 2011620297

шщшщшш

ж

& а ш ш а ш

ш

$

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации базы данных

№ 2011620297

База данных для системы автоматизированного проектирования сложных машиностроительных изделий с применением паттернов «РаиегпЗл^ет»

Иравооблалапиь(лн): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования « Ульяновский государственный технический университет + (1Ш)

Аитор(ы): Шишкин Вадим Викторинович, Кандаулов Валерий Михайлович (КИ)

*

Заявка № 2011620134 Дата поступления 25 февраля 2011 г. Зарегистрировало в Реестре баз данных 21 апреля 2011 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

11.11. Симонов