Инструментальные средства

Разрабатываемые изделия в классе ВТО тактической зоны являются сложными наукоемкими техническими системами, состоящими из целого ряда взаимодействующих компонент, каждая из которых представляет собой или содержит в своем составе сложную механическую систему, радиоэлектронную аппаратуру, оптико-электронный прибор, вычислительную систему.

Анализ конструкторско-технологических работ, выполняемых на всех стадиях разработки перечисленных систем и изделий в целом, позволил выделить следующие основные работы с присущими им характерными особенностями:

1) компоновка и проработка составных частей конструкции с выпуском чертежа общего вида - характеризуются высокой сложностью, требуют объемного представления конструкции, количество привлекаемых специалистов мало, требования к их квалификации высокие;

2) деталировка конструкции, выпуск чертежей - характеризуются меньшей сложностью и большим объемом работ; могут быть описаны и типизированы, требуют привлечения большого количества специалистов разного уровня квалификации;

3) инженерные расчеты (расчет аэродинамических характеристик; прочностной, кинематический, динамический, размерный анализы; геометрические расчеты и др.) на базе геометрических моделей - характеризуются высокой степенью сложности, требуют специальных математических моделей, методов, алгоритмов и программ, которые могут быть описаны и, в существенной степени, типизированы. При этом, количество привлекаемых специалистов невелико, требования к их квалификации достаточно высокие;

4) технологическая подготовка производства (ТПП), включающая отработку объектов производства на технологичность, проектирование технологических процессов и средств технологического оснащения, подготовку управляющих программ для СЧПУ, характеризуется большим объемом работ, проводимых в тесном сотрудничестве с конструкторскими подразделениями. Данные работы представляют собой итерационный процесс, в котором каждая последующая производственная итерация уточняет, детализирует (а также может аннулировать или значительно изменить) результаты предшествующей итерации. Разработка технологической документации (ТД) на разрабатываемые изделия сопряжена с такими проблемами, как:

- постоянно динамически изменяющаяся конструкторская документация;

- отсутствие технологического оснащения;

- ограничения по используемым видам работ, в связи со сжатыми сроками производства (например, изготовление деталей методом механообработки там, где более целесообразно использовать литье).

Необходимо учесть, что конструкторско-технологический этап является наиболее важным в части аккумулирования информации, необходимой для выполнения комплекса процедур по интегрированной логистической поддержке (ИЛП) разрабатываемых изделий и направленных, преимущественно, на сокращение эксплуатационных затрат при обязательном обеспечении заданного уровня их технической готовности.

При этом следует отметить, что разработка изделия представляет собой многовариантный итерационный процесс, в котором конструкторско-технологическая отработка отдельных компонентов изделия осуществляется в режиме параллельной работы участников проектирования. В связи с этим актуальной проблемой при создании сложных изделий с применением САПР является организация и обеспечение параллельного проектирования компонент изделия с координацией и увязкой локальных многовариантных конструкторских проработок (блоков и узлов изделия согласно схеме деления) и проектированием изделия в целом. Такая организация работ требует интегрированного информационного обеспечения, позволяющего осуществлять обширный информационный поиск и использовать единые конструкторско-технологические базы данных, управления коллективной работой широкого круга специалистов для реализации сквозного цикла проектирование-производство изделий.

В процессе проектирования механических систем CAD/CAE – системы должны обеспечивать:

1) Разработку габаритных моделей и габаритного чертежа изделия.

2) Проведение проверочных расчетов, включая:

- прочностные расчеты;

- динамический и кинематический анализ механизмов (определение скоростей, ускорений и взаимных воздействий элементов системы);

- расчет конструкции на устойчивость;

- тепловые расчеты;

- анализ и оптимизацию размерных цепей;

- газодинамические расчеты;

- аэробаллистическое проектирование;

- расчет термо-напряженного состояния деталей, теплообмена;

- расчет течения жидкостей и газа;

- расчет кинематических схем.

3) Проектирование механических блоков изделия;

4) Проектирование жгутов и кабелей;

5) Выполнение компоновки ипроработку составных частей конструкции с выпуском чертежа общего вида

В процессе проектирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) CAD/CAE – системы должны обеспечивать:

1) При схемотехническом проектировании:

- разработку комплекта принципиальных электрических схем;

- создание перечней элементов;

- создание таблиц соединений.

2) При проектировании печатных узлов (ПУ):

- разработку топологии печатных плат (ПП);

- анализ целостности сигналов;

- разработку чертежей ПП;

- разработку 3D-моделей ПП и ПУ;

- разработку чертежей ПУ;

- разработку спецификации ПУ;

- разработку ведомости покупных изделий ПУ.

3) При разработке РЭА на базе ПЛИС:

- разработку электрических схем, включая VHDL моделирование ПЛИС с использованием САПР или средствами специальных программных приложений в зависимости от выбранного кристалла, цифровое, аналоговое и цифро-аналоговое моделирование электрических схем;

- разработку топологии ПП;

- анализ целостности сигналов и анализ перекрестных помех;

- разработку конструкторской документации.

4) При разработке блоков РЭА:

- 3D-моделирование и формирование чертежей корпуса и других механических деталей блока РЭА;

- 3D-моделирование и формирование чертежей блоков РЭА;

- разработку спецификации блока РЭА;

- разработку ведомости покупных изделий блока РЭА.

5) При разработке коммутационной части ЭА (жгутов и кабелей):

- разработку 3D-моделей изделий электромонтажа (проводов, жгутов и кабелей);

- разработку КД на изделия электромонтажа (сборочные чертежи, электромонтажный чертеж, таблица соединений и др.);

- расчет расхода материала (проводов, трубок, плетенок и др.).

В процессе проектирования оптических и оптико-электронных приборов CAD/CAE – системы должны обеспечивать:

1) Расчет оптической системы;

2) Расчет лазеров;

3) Проведение инженерных расчетов механических узлов;

4) 3D-моделирование деталей и сборок, разработку конструкторской документации;

5) Разработку РЭА;

В процессе разработки систем управления CAD/CAE – системы должны обеспечивать:

1) Выполнение проектных работ;

2) Выполнение конструкторских работ;

В процессе конструирования и разработки КД используются:

- САПР SolidWorks - Программный комплекс конструкторского 3D-проектирования и подготовки КД;

- GeometryWorks3D - Проектирование сложных поверхностей;

- SWR-Спецификация - Программа автоматической генерации и оформления конструкторских спецификаций по ЕСКД.

При проведении инженерных расчетов используются:

- COSMOSWorks – программный пакет для расчета на прочность конструкций в упругой зоне, постановка и решение контактных задач, расчет сборок; определение собственных форм и частот колебаний, расчет конструкции на устойчивость; тепловые расчеты;

- COSMOSMotion – программный пакет для проведения комплексного динамического и кинематического анализа механизмов, определение скоростей, ускорений и взаимных воздействий элементов системы;

- COSMOSFloWorks – программный пакет для моделирования течения жидкостей и газов, управление расчетной сеткой, использование различных физических моделей жидкостей, расчет компрессоров, параметрические расчеты;

- MatLab - программный пакет для проведения теоретических исследований, разработки математических моделей и алгоритмов; оцифровки, анализа, обработки и визуализации различных сигналов; моделирования динамических систем и объектов с событийным управлением; проектирование систем управления; проектирования систем связи и анализа сигналов.

MathCAD - программная среда для выполнения разнообразных математических и технических расчетов, численного и символьного решения математических задач различной сложности.

При проектировании РЭА используются: