|
| |
|
Слаботочка Книги ния. Однако такие процессы пока целесообразно разрабатывать и внедрять только для устройств и конструкций наиболее массового применения в антенных системах, например устройств СВЧ на микрополосковых платах и гибридно-интегральных модулях, волноводных устройств СВЧ трактов и т. п. Принцип IV. Автоматизация не должна нарушать структуру базовой технологии проектирования. Этот принцип в основном реализуется при внедрении САПР в НИИ и КБ, поэтому здесь подробно не рассматривается. Отметим только, что создаваемые специальные ПМК и ППП должны быть однозначно ориентированы на разработчиков того или иного уровня, т. е. системного, функционального, технического, технологического проектирования. Если создается и внедряется средство сквозного проектирования, например такое, как ПРАМ-0.3 [2], которое с единого формализованного задания или единого монитора позволяет решать задачи функционального и технического проектирования, то его используют специалисты-схемотехники, выполняя тем самым часть конструкторских и даже технологических работ, например прорисовку топологии микрополосковой платы, расчет таблицы координат и выпуск управляющих перфолент для технологических автоматов по изготовлению фотошаблонов. В результате частично разгружаются конструкторы и технологи, однако именно они окончательно выпускают комплект КД и запускают изделие в производство. Кроме того, автоматизация в сфере обеспечения и управления проектированием должна быть направлена не только и не столько на повышение производительности труда обеспечивающего и управленческого персонала, сколько на снижение трудозатрат разработчиков на информационные и организационно-технические работы. Переход к автоматизированному проектированию должен осуществляться поэтапно по мере освоения новых средств и методов работ, развитие процесса автоматизации проектирования должно носить эволюционный характер. Автоматизация проектирования должна основываться на програ.ммно-целево.м методе организации работ, планирования и управления поэтапным процессом. 16.3. СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В Основных направлениях экономического и социального развития СССР, решениях Правительства на длительную перспективу поставлены важные задачи в области автоматизации проектирования во всех отраслях народного хозяйства. Автоматизация проектирования отнесена к сфере производства, программные средства САПР - к продукции производственно-технического назначения. Важное место в отраслевой программе работ в области создания и использования САПР РЭА на ХП пятилетку и на период до 2000 года отводится средствам автоматизации проектирования антенн и антенной техники, в первую очередь СВЧ диапазона. Создание и использование САПР антенн и антенной техни- ки (САПР AT) на промышленной основе - это новая задача, от решения которой во многом зависят успехи антенностроения, конкурентоспособность антенной продукщии по отношению к бурно развивающейся радиоэлектронной технике на основе типовых электронных модулей и базовых несущих конструкций. Анализ показывает, что средства автоматизации проектирования создавались, создаются и применяются на практике .во многих организациях. Большинство работ долгое время было направлено на разработку моделей, численных методов и алгоритмов реше-иия электродинамических задач и создание пакетов прикладных программ для моделирования, оптимизации, расчета параметров различных типов антенн, устройств СВЧ трактов, автоматизацию измерений. В меньшей степени они касались техничтеко-го проектирования (конструирования) и технологической подготовки производства. Безусловно, наличие адекватных электродинамических моделей и соответствующих ППП - это основа, необходимое условие создания САПР и вместе с тем недостаточное условие достижения высокой степени автоматизации проектирования в подразделениях НИИ и КБ, разрабатывающих антенную технику. Из-за ряда особенностей большинство созданных ППП в большей мере предназначены для решения научных задач научными работниками высокой квалификации в области прикладной электродинамики, нежели инженерами-разработчиками в производственном процессе. Недостаточно развиты средства диагностики и комментария, языковые средства, приближенные к естественному языку инженера-пользователя, диалоговый аппарат, информационные банкп моделей и данных, средства документирования результатов. Слабо представлена методическая компонента в виде четкой методики проектного расчета и условий применения. Мало промышленно тиражируемых ППП. Немалые трудности возникают и вследствие того, что многие программные средства реализованы на ЭВМ БЭСМ-6, в то время как в последнее десятилетие разрабатывающие НИИ и КБ интенсивно оснащаются вычислительной техникой серии ЕС ЭВМ. KpojMe того, многие ППП не стыкуются по входам -выходам даже по информации, в результате чего крайне сложно организовать сквозной процесс проектирования того или иного вида антенной техники без трудоемкой ручной переработви информации на стыках проектных работ. Долгое время (более десяти лет) в интенсивно рззвивающейся программе САПР РЭА не было представлено и не получало развития направление работ по созданию средств автоматизации антенн и антенной техники. Отсутствие такой стержневой промышленной разработки не способствовало объединению усилий коллективов, концентрации, специализации и координации работ по созданию и внедрению средств САПР в данной области. Вместе с тем создано немало хороших программных и методических средств, которые при незначительной доработке могут достаточно широко использоваться в практике проектирования. По оценкам объем такого программного продукта составляет не менее 10 Мбайт. Часть средств для САПР AT можно заимствовать среди разработок, выполненных в рамках САПР РЭА, а также в приборостроении, авиастроении и электронной промышленности. Разработаны эффективные численные методы и алгоритмы решения задачи прикладной электродинамики, механики, теплофизики, которые позволяют создавать новые программные средства САПР. Сушествуют и другие благоприятные предпосылки к тому, чтобы, нарашивая имеющийся научно-технический задел, перейти к автоматизации проектирования антенн и антенной техники на промышленной основе. Для этого необходимо решить ряд проблем и задач, среди которых первостепенными представляются следующие: максимально возможное использование на практике уже созданных и создаваемых программных и методических средств автоматизации проектирования антенн и антенной техники, создание программно-методических комплексов для решения тех задач и тех объектов проектирования, для которых соответствующие средства еще не созданы или мало эффективны; создание базового комплекса средств САПР антенн и антенной техники промышленного назначения, предназначенных для комплектования САПР НИИ и КБ, охватывающих все уровни проектирования, все виды проектных работ и те объекты, которые наиболее важны и распространены в промышленных разработках радиотехнических средств; подготовка кадров, способных к быстрому освоению и применению средств САПР AT в практике проектирования, как среди будущих инженеров в вузах, так и среди разработчиков НИИ, КБ и проектных организаций. Решение первых двух проблем в значительной степени осуществляется в рамках НИОКР Комплекс , в выполнении которой участвуют многие ведущие коллективы антенщиков промышленности, Минвуза, АН СССР [3]. Главная цель этой работы состоит в том, чтобы создать комплекс средств САПР антенн и антенной техники и в первую очередь модульных ФАР, а Также другие средства САПР будущей интегрированной автоматизированной системы проектирования - производства АСНИ - САПР -АСТПП -.4СУП -ГАП, т. е. гибкой производственной системы (ГПС AT) в антенностроении. В основу создания технической базы САПР, ГПС AT положена концепция технических средств САПР РЭА о создании и внедрении в праетику проектирования АРМ трех уровней: АРМ высокой прои3(водительности ,на базе ЭВМ ЕС-1046, 1066 с графическими дисплейными станциями и другим дополнительным периферийным оборудованием; АРМ средней производительности на базе УВК СМ-1420, например в комплектации АРМ1-04, АРМ2-01 и т. п.; мини-АРМ или персональные компьютеры ЕС ЭВМ. f in Анализ накопленного опыта работ в области САПР РЭА показал, что программно-методическую основу САПР должны составлять лроблемш-объектно-ориентированные программно-методические комплексы (ПМК). Понятие ПМК по существу является расширением понятия ППП, предназначенного для автоматизации проектирования с учетом следующих основных тенденций в создании существующих программных средств: достаточно сильной проблемно-объектной ориентации; создания банков моделей, входных данных и результатов проектирования; введения диалоговых средств и относительного сужения области традиционной пакетной обработки, специализированного системного программного обеспечения, позволяющего расширить состав функциональных программных модулей и реализовать общий монитор; использования двухмашинных (многомашинных, миогопроцеосорных) комплексов с разделением функций между ЭВМ и обменом данными между ними в процессе проектирования. Определено, что обязательными KOMnoHeHTarviH ПМК, создаваемых для САПР AT, должны являться: 1) методика проектного расчета (оптимизации) объектов или процессов; 2) банк моделей, входных данных и результатов проектирования; 3) комплекс программных средств, реализующих на СВТ постановку задачи проектирования, ввод исходных данных, счет на ЭВМ, обработку и выдачу результатов на периферийные устройства, а также хранение в ЭВМ моделей, входных данных и результатов проектирования; 4) методика применения ПМК при проектировании объектов или процессов на СВТ. Программно-методические комплексы САПР AT должны охватывать все уровни и стадии проектирования, а также основные виды устройств, конструкций, механизмов, используемых в антенностроении. В первую очередь создаются ПМК: системного проектирования модульных ФАР, антенных систем, где приемным или передающим модулем является функционально и конструктивно законченный узел - пассивная или активная ФАР, вставляемая в антенное полотно, или другой тип антенны, являющийся серийным комплектующим изделием заводского изготовления; функционального проектирования пассивных и активных модулей ФАР и их элементов: излучателей, фазовращателей, других управляемых и пассивных устройств СВЧ трактов, а также зеркальных, гибридных и других типов аитени; технического и технологического проектирования - технологической подготовки производства волноводных изделий, микропоЛесковых плат, гибридных интегральных модулей, приводных механизмов, несущих механоконструкции, .зеркал, экранов, радиопрозрачных покрытий, обтекателей. Программно-методические комплексы системного проектирования должны решать следующие основные задачи: анализ свойств, расчет основных характеристик и показателей модульной ФАР на моделях электродинамики, эффективности, надежности, стоимости, поиск и выбор вариантов системы, процесса ее создания и эксплуатации по совокупности показателей качества для формирования технического задания на разработку (ТЗР) составных частей и модулей ФАР; анализ технико-экономических показателей заводов-изготовителей основных составных частей, модулей н элементов ФАР прн смене номенклатуры, внедрении новых технологий и оборудования, расширении производства для формирования ТЗ по технологической и экономической подготовке производства на перспективу; анализ технологии монтажа оценка длительности, трудоемкости, затрат ресурсов на выполнение монтажных работ для формирования ТЗ по подготовке объектов дислокации ФАР на перспективу; анализ процесса создания модульной ФАР по срокам, ресурсам выполнения основных этапов работ для формирования, оценки и корректировки перспективных планов разработки, изготовления, монтажа и ввода в эксплуатацию. Программно-методические комплексы функционального, технического, технологического проектирования модулей, элементов ФАР, антенных конструкций должны решать следующие основные задачи: электродинамический анализ и синтез объектов проектирования, расчет и оптимизация их параметров по ТЗР для формирования технического задания иа конструирование (ТЗК); конструирование (компоновка, сборка, деталировка и т. д.) и конструкторские расчеты, а также подготовка и выпуск КД на АЦПУ и графопостроителях; технологическая подготовка производства и технологические расчеты, выбор и нормирование техпроцессов и операций, выбор и проектирование инструмента и оснастки, специального технологического оборудования и т. д.), выпуск маршрутных карт, перфолент (или подготовка данных на МЛ, МД) и другой технологической документации. Из отдельных компонентов (ПМК) САПР AT в НИИ и КБ могут быть образованы интегрированные автоматизированные системы и сквозные автоматиэированные процессы исследования, проектирования, подготовки производства. Однако опыт внедрения САПР РЭА показал, что конечный эффект автоматизации проектирования намного возрастет, если реализованы эффектив ное управление и интеграция САПР с автоматизированным производством, т, е. в условиях гибкой производственной системы (ГПС). Это особенно важно для антенностроения с меняющейся номенклатурой изделий и мелко- или среднесерийным характером производства. Рассмотрим состав пропраммно-методического обеспечения ГПС AT, приняв за основу концепцию построения интегрированной автоматизированной системы проектирования - производства (НАС РЭА) и ее типовые компоненты. Интегрированная система в данном случае представляет собой совокупность функциональных автоматизированных систем и гибкого автоматизированного производства, объединенных средства- ми системного интерфейса, ориентирована на максимальную кон-структорско-тех1нологическую унификацию объекта проектирования и предназначена для реализации сквозного процесса проектирование - производство путем интеграции функциональных систем САПР, АСТПП, АСУП, ГАП на основе типовых средств интеграции: локальных вычислительных сетей, программно-информационных интерфейсов, интегрированного банка данных. Основой сквозного процесса проектирование - производство является последовательность связанных друг с другом процессов преобразования информации средствами ИАС. Сквозной процесс в системе состоит из следующих основных стадий: 1. Проектирование объектов (изделий, сборочных единиц, деталей) средствами САПР, включая проектирование КД и ее технологическую отработку на основе изготовления образца изделия в опытном производстве НИИ и КБ, а также формирование архива САПР. 2. Передача архива САПР на машинных носителях из НИИ и КБ на завод-изготовитель. 3. Технологическая подготовка ГАП средствами АСТПП, включая анализ техпроцессов, подготовка управляющих программ, расчет трудоемкости изготовления и других технико-экономических показателей, структурный анализ КД, расчет применяемости деталей, сборочных единиц, материалов, комплектующих, проектирование спецнальных средств технологического оснащения (СТО), создание групповых техпроцессов, формирование перечней заготовок деталей, комплектующих и СТО к групповым техпроцессам. 4. Управление предприятием средствами АСУП, включая экономическое управление производственным комплексом, календарное и оперативное планирование производства, планирование материально-технического обеспечения, учет продукции, выдачу информации о состоянии производства и т. п. 5. Оперативное управление гибким производством средствами АСУ ГАП, включая: а) формирование и ведеп!1е информационной модели производства с выполнением функций контроля состояния производства, анализа качества изделий, управления техобслуживанием оборудования и т. д.; б) формирование производственных программ цехам в виде сменно-суточных заданий и программ материально-технического обеспечения, в) подготовку программ управления автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС) и контроль ее функционирования и т. д. 6. Автоматическое управление с помощью управляющих программ участками, линиями, гибкими производственными модулями прн изготовлении н контроле деталей и сборочных единиц. Информационным ядром сквозного процесса проектирование -производство является интегрированный банк данных (ИБД), в составе которого хранится КТД, плановая документация и нормативы, в том числе КД в виде содержимого архива САПР, типовые конструкции деталей и сборочных единиц, библиотека техпроцессов, библиотека управляющих программ для ГПМ, линий, участков и АТСС, КД на оснастку ГАП, информационная модель производства. Участие человека в сквозном процессе проектирование - производство осуществляется через терминальные средства АРМ, АЦД, ГД. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 |