Моделирование приборов, систем и производственных процессов Роль 3D моделей на различных этапах жизненного цикла изделий Лекционный объем курса: 20 часов

Модели объектов и процессов Модель – некоторое приближение, описывающее с той или иной точностью реальные свойства заданного объекта или процесса Под 3D моделью объекта понимают его пространственную (трехмерную) компьютерную геометрическую модель, которая может включать в себя также набор атрибутов, описывающих объект. 3D модели могут создаваться на различных этапах жизненного цикла изделия (ЖЦИ) Модель изделия Физическая (прототип) Компьютерная Локальная Полная Расчетная модель Геометрическая модель

Примеры 3D моделей

Этапы жизненного цикла изделия Маркетинг Проектирование Снабжение Подготовка производства Производство Контроль Упаковка и хранение Реализация Эксплуатация Ремонт и обслуживание Утилизация Единая база данных о продукте (изделии), содержащая различные виды 3D моделей

Этап проектирования Проектирование Концептуальное проектированиеРабочее проектирование Формирование технических требований Поиск и выбор принципиальных решений Конкретизация концептуальных решений Определение состава деталей и узлов Уточнение геометрических размеров Выбор материалов Разработка конструкторской документации 3D модели Представление концептуальных решений Анализ концептуальных решений Геометрическое представление изделия Компьютерные инженерные расчеты Анализ собираемости деталей и узлов Получение конструкторской документации

Отличие мышления конструктора, работающего с 3D моделями, от мышления конструктора, работающего только с чертежами Мысленные образы чертежей заменяются образами моделей, что раскрепощает пространственное мышление и способствует более быстрому принятию решений. Свобода в создании сложных геометрических форм и понимание того, что эти формы могут быть легко реализованы в металле с помощью интегрированных технологий, стимулируют творчество, повышают интерес к работе. Используя при проектировании созданную ранее модель похожего изделия (изделия- аналога), конструктор может иногда в десятки раз сократить общее время работы над проектом. Конструктор может наглядно видеть результат своей работы уже в процессе проектирования; Виды чертежа формируются на основании модели автоматически и поэтому исключаются ситуации, когда информация в одном виде не соответствует другому; При проектировании сборочных единиц имеется возможность проверять собираемость и выявлять ошибки на уровне моделей. Резко уменьшается число ошибок в проекте:

Этапы жизненного цикла изделия Маркетинг Проектирование Снабжение Подготовка производства Производство Контроль Упаковка и хранение Реализация Эксплуатация Ремонт и обслуживание Утилизация Единая база данных о продукте (изделии), содержащая различные виды 3D моделей

Этап ТПП Технологическая подготовка производства 3D модели, полученные на этапе проектирования Собственные 3D модели Проектирование сложной формообразующей оснастки и инструмента – пресс-форм, штампов и электродов; Моделирование процессов формообразования (литья, штамповки, ковки и др.) с целью выявления возможных дефектов и их последующего устранения, а также с целью экономии материала; Формирование управляющих программ обработки деталей сложных форм на станках с ЧПУ; Построение операционных эскизов при разработке технологических процессов Модели штампов и пресс-форм; Модели приспособлений; Модели режущего, вспомогательного и измерительного инструмента; Модели проектируемого нестандартного оборудования; Модели операционных заготовок; Модели технологического оборудования с ЧПУ

Центральная роль 3D модели изделия Формирование чертежно- конструкторской документации Решение задач инженерного анализа Получение физической модели методами быстрого протоипирования Проектирование оснастки и инструмента Модель изделия Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ Моделирование деталей и сборочных единиц Обмер изделия- прототипа Прием моделей из других CAD-систем

Этапы жизненного цикла изделия Маркетинг Проектирование Снабжение Подготовка производства Производство Контроль Упаковка и хранение Реализация Эксплуатация Ремонт и обслуживание Утилизация Единая база данных о продукте (изделии), содержащая различные виды 3D моделей

Этап производства Планирование процессов производства изделия и необходимых для них ресурсов Оптимизация состава производственных ресурсов и процесса сборки изделия путем реалистичной имитации и оценки производственного процесса Моделирование роботизированных линий сборки и сварки с большим числом роботизированных ячеек Реально-временная поддержка персонала, принимающего участие в производственном процессе Учет человеческого фактора при производстве сложных изделий путем использования моделей человека (манекенов) и имитационного моделирования производственных процессов

Постпроизводственные этапы ЖЦИ (эксплуатация, ремонт, утилизация) 3D модели могут использоваться для создания так называемых интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) Задачи, решаемые с помощью ИЭТР обеспечение пользователя справочными материалами об устройстве и принципах работы изделия; обеспечение пользователя справочными материалами, необходимыми для эксплуатации изделия, выполнения регламентных работ и ремонта изделия; обеспечение пользователя информацией о технологии выполнения операций с изделием, о потребности в необходимых инструментах и материалах, о составе персонала; подготовка и реализация автоматизированного заказа материалов и запасных частей; планирование и учет проведения регламентных работ; обмен данными между потребителем и поставщиком.

Конец лекции Следующая тема: Методы и средства 3D моделирования изделий