Сквозное проектирование. Современные проблемы науки и образования. Сквозное проектирование и подготовка производства в учебном процессе

В качестве альтернативы традиционным методикам проектирования одежды давно предлагаются так называемые точные (инженерные) методы, в частности, метод объёмного проектирования изделия на манекене с последующим получением развёрток деталей в чебышевской сети . В настоящее время он может быть успешно реализован технически с использованием средств интерактивной трёхмерной (3D) компьютерной графики . Тем не менее, данный подход к проектированию ещё долго будет иметь ограниченное применение из-за трудности математического моделирования свойств материалов. Эти трудности особенно велики при проектировании теплозащитной одежды из композиционных материалов . Поэтому применение трёхмерного проектирования одежды в настоящее время используется только для одежды гладких форм . Полученные развёртки в любом случае требуют доработки средствами традиционного плоскостного конструирования. Если алгоритмы решения прямой задачи - получения развёртки поверхности по её трехмерной модели - в принципе известны, то обратная задача - получения трёхмерной модели по имеющейся развёртке из ткани - в настоящее время не решается. Данное обстоятельство также не позволяет в полной мере реализовать преимущества объёмного проектирования, известные нам по другим областям применения САПР. Другим путём частичной формализации перехода от эскиза к конструкции лекал может являться комбинаторный синтез технического эскиза модели одежды из типовых элементов графической информации, которые служат ключом для поиска в базе данных соответствующих им элементов чертежа конструкции . Понятие «комбинаторика» изначально связано с разделом математики, изучающим вопросы размещения и взаимного расположения конечного множества объектов произвольной природы в составе некоего целого . Наглядным примером приложения законов комбинаторики к проектированию различных технических объектов является агрегатирование (модульное проектирование), которое заключается в создании различных изделий путём их компоновки (сборки) из ограниченного числа стандартных или унифицированных деталей и узлов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью .

Технический эскиз, используемый в процессе проектирования наряду с творческим, представляет собой линейное или, реже, линейно-колористическое изображение изделия на фигуре потенциального потребителя - в определённом масштабе, в двух-четырёх ортогональных проекциях: спереди, сзади, справа и слева (для сложных асимметричных моделей). Данный вид эскиза характеризуется чёткой и однозначной передачей пропорций фигуры человека, размеров и взаимного расположения всех элементов конструктивного и декоративного оформления модели. В техни-ческом эскизе в ёмкой и наглядной форме содержится информация о конструкции, материалах и планируемой технологии изготовления модели: в какой-то мере он выступает аналогом сборочного чертежа изделия в машиностроении .

В соответствии с принципами комбинаторного формообразования технический эскиз может быть рассмотрен как сложная иерархическая система специальных графических знаков (символов), из которых слагается описание внешнего вида модели. Таким образом, он может быть положен в основу универсального графического языка, с помощью которого объект проектирования описывается в интегрированной САПР одежды . Для связи интерактивно формируемого технического эскиза с чертежом конструкции изделия предлагается создать единую (интегрированную) базу данных, содержащую согласованные между собой структурные элементы эскиза и конструкции изделия. Интегрированная база данных должна включать в себя справочники типовых решений элементов графических образов «Эскиз» и «Чертёж конструкции», а также информацию об их соответствии друг другу .

Типовые решения из справочников могут служить как исходными «кирпичиками» для комбинаторного синтеза новых моделей в интерактивном режиме, так и аналогами (прототипами) при разработке оригинальных решений элементов. По-видимому, при формировании эскиза из типовых элементов, обладающих полной взаимозаменяемостью, возможно автоматическое получение чертежей конструкции новых моделей. В остальных случаях при формировании по эскизу чертежа конструкции изделия необходимы дополнительные запросы к конструктору и(или) последующая «доводка» получаемых конструкций обычными средствами конструкторской подсистемы. Предложенный подход требует значительной доработки в плане уточнения методов представления в базе данных информации о типовых элементах эскиза и конструкции и связей между ними. Пока что не решённым остаётся вопрос, кто, где и как будет разрабатывать справочники для различного ассортимента с учётом быстро меняющейся моды. В то же время подобная форма представления информации о типовых (или аналоговых) проектных решениях может иметь значительные преимущества по сравнению с традиционно применяемой в швейных САПР структурой записи «Модель (группа лекал) - Лекало» . Во-первых, она обладает большей гибкостью за счёт более глубокой структуризации (до уровня срезов и участков срезов), следовательно, на основе одного и того же числа типовых проектных решений можно получить гораздо больше производных . Во-вторых, такая запись более интеллектуальна, так как заключает в себе информацию не только о наличии тех или иных элементов в составе целого, но и об их взаимосвязях и расположении друг относительно друга. Исследование новейших подходов к проектированию одежды показывает их большую эффективность по сравнению с традиционным процессом плоскостного конструирования для ряда частных случаев проектирования, но меньшую универсальность. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, ограничивающие область применения данного подхода (метода).

Оптимальным способом решения этой проблемы может явиться создание интегрированной многофункциональной конструкторской подсистемы, реализующей наиболее перспективные направления автоматизации традиционного подхода к проектированию лекал, так и новые перспективные методы сквозного проектирования. При этом вопрос выбора одного из альтернативных путей решения проектных задач может решаться либо на уровне определения конфигурации подсистемы при её установке, либо в процессе проектирования. В последнем случае интерактивный выбор оптимального маршрута проектирования является компонентом информационной технологии сквозного проектирования одежды. Важным аспектом создания интегрированной конструкторской подсистемы является также наличие в ней развитой информационной базы, обеспечивающей выполнение основных проектных процедур без обращения конструктора к дополнительным источникам информации: проектно-конструкторской, нормативно-справочной и прочей документации, представленной на бумаге .

Сегодня трудно себе представить конструкторскую и технологическую подготовку производства без программных средств автоматизации. Повсеместное внедрение систем автоматизированного проектирования позволило по-новому взглянуть на процесс проектирования и изготовления изделий. Самые наукоемкие отрасли промышленности стали активными пользователями и сторонниками компьютерных технологий. Возможность моделирования будущего облика изделия, процесса изготовления оснастки и отработки технологии переросла в потребность. Среди отечественных и зарубежных разработок, которым под силу объединить различные направления проектирования и производства в единый, сквозной технологический процесс, одно из лидирующих мест занимает отечественная CAD/CAM/CAPP система ADEM, трудовой стаж которой в области автоматизации подготовки производства превышает 20 лет. Разработчики продолжают оправдывать надежды отечественных и зарубежных пользователей, развивая пакет по таким направлениям, как эргономичность, функциональность и адаптивность.

Сквозное проектирование и подготовка производства в учебном процессе.

При разработке системы Группа компаний ADEM ориентировалась не только на необходимость автоматизации конструкторских и технологических работ на предприятиях промышленности, но и на подготовку квалифицированного персонала, способного легко освоить современные средства проектирования. Поэтому ADEM распространяется и используется не только среди специалистов занимающихся реальным производством, но и среди ВУЗов страны, средних профессиональных учебных заведений, колледжей, школ. Простота освоения и эксплуатации, а также комплексный подход к вопросам автоматизации труда конструктора и технолога позволяет студентам быстро и наглядно представить процесс проектирования с использованием современных средств.

Но каким образом можно максимально приблизить условия обучения программному продукту к современным реалиям промышленного производства?

Один из методов - создание программно аппаратных комплексов, которые должны помимо автоматизированного рабочего места конструктора, технолога, технолога-программиста на ЧПУ включать в себя возможность непосредственного изготовления изделий спроектированных и подготовленных к производству в ADEM. Поэтому лучшим вариантом такой интеграции, для системного обучения будет наглядная связка Компьютер - CAD/CAM/CAPP система - учебный станок (универсальный или с ЧПУ).

Группа компаний ADEM, на протяжении нескольких лет работает с компаниями, специализирующимися в области производства и продажи малогабаритного оборудования. Разработаны специальные средства поддержки такого оборудования, которые с успехом применяют как при проектировании станков, так и при дальнейшей работе с этим оборудованием.

Одним из самых успешных примеров такой работы является многолетнее сотрудничество разработчиков ADEM и специалистов компании «Дидактические системы»

ОАО «ДиСис» («Дидактические системы») специализируется в основном в области разработки и производства учебного оборудования, методических материалов для системы профессионального образования и системы повышения квалификации специалистов, занятых в различных отраслях промышленности.

После изучения рынка систем проектирования и подготовки производства специалистами «ДиСис» было решено применять систему CAD/CAM ADEM, так как она поддерживает сквозной процесс с единой конструкторско-технологической моделью, что важно для успешного взаимодействия конструкторов и технологов, а также других специалистов предприятия. Использование методов сквозного проектирования позволяет быстро и легко создавать чертежи, документы, описывающие совокупность процессов, а также значительно сократить сроки и повысить качество технологической подготовки производства.

При выборе программы решающее влияние оказала необычайная легкость освоения системы, продуманная и полная справка, встроенная в систему. Это оказалось важно, прежде всего, потому, что ADEM планировалось применять не только для проектирования и производства собственного оборудования, но и для последующего обучения специалистов CAD/CAM/CAPP-технологиям, иллюстрации процесса сквозного проектирования. Ведь известно, что применяя CAD/CAM ADEM, конструктор и технолог работают бок о бок, и созданная конструктором объемная модель практически тут же переводится в чертежи и программы для ЧПУ, с учетом используемого на предприятии оборудования и инструмента.

Рекомендуемой реализацией сквозного процесса подобного уровня в учебных заведениях является поставка учебного класса в составе: малогабаритные настольные 3-х координатные фрезерные станки и отечественная интегрированная CAD/CAM система ADEM, в качестве системы конструкторско-технологической подготовки производства и системы, непосредственно управляющей данными станками. Предполагается работа каждых двух студентов на одном станке, таким образом, получаются сдвоенные места, состоящие из двух компьютеров и одного станка, помещение класса вмещает 6 таких сдвоенных мест и одно место преподавателя, также оснащенное компьютером с установленной на нем системой АДЕМ для своевременной верификации работ учащихся. При этом в комплект помимо «железа», CAD/CAM/CAPP системы входят и методические материалы по обучению студентов (преподавателей, специалистов) связке АРМ конструктора-технолога плюс станок с ЧПУ.

По многочисленным отзывам преподавателей учебных заведений, в которых такие проекты реализованы (Волгоградский государственный колледж управления и новых технологий, Колледж автоматизации и радиоэлектроники №27 (г.Москва), Чебоксарский профессиональный лицей и др.) такой класс больше похож на исследовательскую лабораторию, чем на привычное техническое помещение.

Именно такое решение демонстрировалось на совместном стенде компаний АДЕМ и «ДиСис» на последней выставке «Вертол-ЭКСПО» в г. Ростов-на-Дону. Экспозиция включала в себя упрощенный вариант описанного выше класса: 2 рабочих места конструктора-технолога и 2 станка (фрезерный и токарный).

Рис 1. Комплекс CAD/CAM технологий в обучении вызывал неподдельный интерес среди участников выставки

Пример практической реализации сквозного процесса с CAD/CAM/CAPP ADEM в учебном процессе

Мы неоднократно рассказывали о применении АДЕМ в школах, средних профессиональных училищах, ВУЗах. Примеры дипломных и курсовых работ постоянно пополняются, что показательно, так как среди учащихся сквозные технологии с последующим непосредственным изготовлением пользуются громадной популярностью и вызывают понятный интерес. Одним из последних наглядных примеров применения программно-аппаратного комплекса для учебных заведений на сегодняшний день является интересная работа двух студентов колледжа автоматизации и радиоэлектроники из города Москвы Рожковым Алексеем и Ивановым Алексеем под названием «Проектирование деталей со сложным контуром с использованием системы ADEM и изготовление на станках с программным управлением». Целью ее были: изучение технологии изготовления деталей со сложными контурами на примере шахматных фигур, получение управляющих программ для станков с ЧПУ, а также изготовление шахматных фигур, с использованием оборудования и программного обеспечения.

Геометрические модели разрабатывались непосредственно в модуле CAD системы ADEM. Для составления технологии обработки на станке с ЧПУ графическая модель не обязательно должна иметь вид полностью оформленного чертежа, так как для создания управляющей программы в модуле CAM системы ADEM нужен только геометрический контур детали. При этом не требуется строить полный геометрический контур, достаточно изобразить половину контура, расположенную выше оси симметрии детали.

Рис. 2. Эскиз детали для токарной обработки

После создания геометрической модели выполнялись дополнительные геометрические построений, с помощью которых были назначены контуры областей материала заготовки, удаляемые в процессе точения. Дополнительные геометрические построения в свою очередь определяются предполагаемым маршрутом обработки, то есть описанием того, какие части детали, как и в каком порядке, будут обрабатываться.

Рис. 3. Эскиз детали с заготовкой (область штриховки - объем снимаемого припуска)

Технология обработки создается в модуле CAM системы ADEM. Перед созданием технологической модели разрабатывается маршрут обработки фигуры. Возможности системы ADEM позволяют при создании технологии применять самые разнообразные последовательности действий в модуле CAM.

Рис. 4. Расчет траектории движения инструмента

По результатам расчета на рабочем поле модуля CAM отображается траектория перемещения инструмента и появляется диалоговое окно с сообщением о результатах расчета. При правильном составлении технологии в окне появляется сообщение об успешном выполнении расчетов. Результат расчетов - управляющая программы сразу же передается на соответствующее оборудование.

Рис. 5 Шахматная фигура ферзь на токарном станке.

В результате проделанной работы были изготовлены шахматные фигуры на станках с ЧПУ токарной (тела вращения - пешка, слон, ферзь, король) и фрезерной (конь, отдельные части ладьи) групп лаборатории.

Рис. 6. Шахматные фигуры, изготовленные при помощи связки ADEM - учебный станок с ЧПУ. Работа студентов колледжа автоматизации и радиоэлектроники.

Таким образом, на примере этой работы мы увидели практическую реализацию простой и эффективной идеи сочетания методических наработок ориентированных на комплексное использование связки CAD/CAM/CAPP система - станок с ЧПУ и формирования навыков работы с современным программным обеспечением и оборудованием у студентов колледжей и ВУЗов.

В статье использованы выдержки из работы Рожкова Алексея и Иванова Алексея (Колледжа автоматизации и радиоэлектроники)

Прошли уже те времена, когда для разработки топологии печатной платы конструктор вооружался листом бумаги, остро заточенным карандашом, резинкой и включал свое пространственное воображение. Дело это было сложным, утомительным и малопроизводительным. Не случайно, практически с момента создания, делались попытки приспособления компьютеров для решения конструкторских задач. В результате было создано множество Систем Автоматизированного Проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design), ориентированных на решение различных задач проектирования и конструирования. САПР, используемые для автоматизации проектирования электроники, зачастую сокращенно обозначают аббревиатурой EDA (EDA - Electronics Design Automation). Обычно система сквозного проектирования EDA включает в себя редактор электрических схем и редактор печатных плат. В последнее время подобные системы все чаще включают средства моделирования электрических схем, позволяющие исследовать работу электронного устройства еще до того, как оно будет воплощено в «железе».

Что касается электроники, то еще в 80-х годах прошлого столетия, тогда еще советским конструкторам, стала доступна прекрасная коммерческая САПР PCAD. Данная САПР была настолько удачной, что на долгие годы стала своеобразным отраслевым стандартом. Несмотря на появление новых поколений САПР и операционных систем, «досовский» PCAD версий 4 … 8.7 до сих пор активно используется во многих КБ. Это объясняется не только положительными качествами «досовского» PCAD-а, но и тем, что под него за долгие годы использования, был наработан большой объем документации, библиотек, а также оптимизирован процесс конструирования и производства. Для не обремененных подобным багажом конструкторов на рынке предлагается огромное количество САПР, список которых постоянно пополняется. Современные САПР еще в большей степени автоматизируют труд конструктора, позволяют совместную работу многих конструкторов, что гарантирует более качественные результаты за более короткий промежуток времени.

Благодаря все большему проникновению компьютеров в непрофессиональные сферы, а также использованию их для обучения, последние стали доступны большому количеству непрофессиональных конструкторов и студентов. Под непрофессиональными конструкторами, в данном контексте, подразумеваются те, кто только эпизодически занимаются конструированием в связи со своей профессиональной деятельностью или хобби.

Обычно непрофессионалы пытаются использовать те же самые САПР, что и профессионалы. Но, не имея особого финансового дохода от своей деятельности, они не могут позволить себе честно купить дорогущую профессиональную САПР (обычно, стоимость профессиональных и поэтому коммерческих САПР редко опускается ниже 2000$ USA) и используют различные взломанные версии САПР, которые находятся в интернете. Понятно, что в этом случае приходиться мириться с неустойчивой работой такого программного обеспечения, отсутствием технической поддержки, а также возможностью заражения компьютера вирусами. Кроме всего перечисленного, такое использование является попросту незаконным!

Не замыкаясь на моральном аспекте бесплатного использования коммерческого программного обеспечения, обратим внимание непрофессионалов на тот факт, что в том же Интернете можно найти множество абсолютно бесплатных САПР, которым вполне под силу решить все проблемы непрофессионального разработчика. Немаловажно то, что бесплатные САПР обычно позволяют более быстрое освоение и меньший уровень профессиональных знаний пользователя. Например, объем документации на основные коммерческие САПР достигает тысяч страниц, в то время как полное описание многих бесплатных САПР может вполне уместиться в нескольких журнальных публикациях. Если Вы не занимаетесь конструированием постоянно, то лучше при случае пролистать несколько страниц, чем каждый раз штудировать толстенное руководство!

Многое из вышесказанного касается и профессиональных разработчиков небольших развивающихся фирм, несущих на этапе становления большие издержки и поэтому также не имеющих возможности приобретения коммерческого программного обеспечения.

Сделаем небольшой обзор бесплатных программ, предназначенных для конструирования печатных плат. В Интернете присутствует, в основном, два типа подобных программ. С одной стороны, подобные программы создают различные компании, связанные с производством печатных плат или продажей комплектующих, а с другой, - разработкой подобных программ заняты любители или коллективы любителей.

К разряду первых относится достаточно известные в любительской среде программы Express PCB [http://www.expresspcb.com/ ], Pad2Pad [http://www.pad2pad.com/ ] и PCB Artist [http://www.4pcb.com/free-pcb-layout-software/index.html ]. Как и многие программы подобного класса, Express PCB, Pad2Pad и PCB Artist созданы для продвижения услуг своих компаний и поэтому имеют разумные ограничения, заключающиеся в том, что на выходе мы получаем проект в некотором закрытом формате, который мы можем отправить только конкретному производителю печатных плат. И это не есть хорошо. Правда, отечественные любители редко в частном порядке заказывают на стороне печатные платы. Обычно их рисуют по старинке от руки или используют лазерно-утюжную технологию. А так как Express PCB, Pad2Pad и PCB Artist способны выводить результаты на печать, то порой этого уже достаточно для кустарного изготовления платы.

Немного в стороне от вышеперечисленных программ стоит, появившаяся сравнительно недавно, EDA DesignSpark PCB. Программный пакет DesignSpark PCB [http://www.designspark.com/ ] появился в июле 2010 года и был разработан компанией RS Components, штаб-квартира которой расположена в городе Корби (Великобритания). Данный программный пакет является абсолютно бесплатным. Для активизации программы требуется лишь несложная и бесплатная регистрация на сайте компании. При этом DesignSpark PCB не содержит никаких ограничений ни по количеству элементов схемы, ни по времени использования. В отличие от вышеперечисленных программ, DesignSpark PCB не пытается привязать пользователей к конкретному производителю и генерирует выходные файлы в популярных производственных форматах Gerber, DXF, Excellon, IDF, LPKF. Эта программа выполнена на очень хорошем профессиональном уровне и включает в себя все необходимые компоненты, такие как схемный редактор и редактор печатных плат. В схемном редакторе, пользователь может легко рисовать схемы и связи. При этом, схема может содержать множество листов, связанных между собой в полный проект. Последний имеет функции автокомпоновки и автотрассировки. На данный момент существует большое интернет-сообщество пользователей этой программы, где каждый может найти поддержку по интересующим его вопросам. В DesignSpark PCB осуществлена поддержка популярных симуляторов, таких как LTSpice, LSSpice, TopSpice и TINA. Пользователи имеют возможность импортировать свои проекты из этих программ для создания печатных плат. Интерфейс программы включает в себя специализированный калькулятор, который позволяет рассчитывать ширину и сопротивление дорожек, оптимальную плотность тока и повышение температуры дорожки, а также сопротивления переходных отверстий.

KiCad состоит из схемного редактора Eeschema , редактора печатных плат Pcbnew и Gerber просмотровщика Gerbview . Приятной неожиданностью является то, что в опциях программы предусмотрен русский язык, а так же имеется помощь на русском языке. Схемный редактор обеспечивает создание однолистовых и иерархических схем, контроль электрических правил (ERC), создание списка цепей (netlist) для pcbnew или Spice. Редактор печатных плат обеспечивает разработку плат, содержащих от 1 до 16 слоев меди и до 12 технических слоев (шелкография, паяльная маска и т. п.), генерацию технологических файлов для изготовления печатных плат (Gerber-файлы для фотоплоттеров, файлы сверловок и файлы размещения компонентов), печать слоев в формате PostScript. Gerber просмотровщик позволяет просматривать Gerber-файлы.

В чем отличие сквозного маршрута от обыкновенного?

1 Разработчик делает схему , например, в P-CAD, и с этой же схемы автоматом (например, с помощью утилит) получает перечнь элементов, если нужно и КРР.

2 Разводчик, используя эту же схему разводит печатную плату (создает файл PCB ).

3 Конструктор используя эту же схему получает данные для спецификации (автоматом заносит их в нужные разделы спецификации) и автоматом создает ВП.

4 Конструктор, используя готовый файл PCB , созданный по схеме разработчика, создает автоматом 3D-модель готовой платы, сборочный чертеж, чертеж печатной платы.

На выходе - полный комплект на изделие "Плата с элементами". Быстро и, практически, без ошибок. Особенно ускоряется процесс, когда идут валом однотипные платы.

При изменениях в схеме процесс просто повторяется с большой скоростью, так как все уже наработано.

Файлы никто никому не передает в обычном понимании. Все лежит на общем сетевом диске. У разработчика своя папка, у разводчика - своя, у конструктора - своя. С соответствующими правами доступа. Каждый может как просмотреть файлы любого другого, так и использовать их с воей работе. Когда это становится необходимым.

Работать одно удовольствие. И работа идет быстро и, образно говоря, "чайку успеваешь попить".

Несквозное проектирование, упрощенно

1 Разработчик делает схему в чем попало. В P-CAD, AutoCAD, просто на клочке бумаги (сам видел!).

2 Разработчик в ручную создает перечень элементов. В чем попало. Если схема только на бумаге, перечень могут поручить создавать конструктору.

3 Разработчик передает схему в разводку на бумаге. Потому что он(!) считает, что не обязан передавать разводчику свою работу в электронном виде. В результате чего разводчику приходится сначала ревоспроизводить схему в виде файла (если схема сложная, во избежание ошибок) с бумаги. Если схема простая, просто разводит и создает PCB, проверяя его глазами.

4 Если для оформления сборочного чертежа у конструктора будет файл PCB, это уже счастье. Через DXF все перекидывается в AutoCAD. Много времени тратится, чтоб все это в автокаде привести в некоторый порядок. Все вручную.

5 Спецификация и ВП делаются в чем попало, часто в AutoCAD. Вручную.

На выходе - комплект КД, на который затрачено столько труда, что за новый такой же и браться не хочется.

Изменения в схеме приводят к ручной правке PCB, автокадовских и других файлов. В результате чего возникают нестыковки и ошибки.

Все файлы (названы абы как) храняться на локальных компьютерах в абы как названных папках. Если человек уходит в отпуск, а его файлы нужны, все ждут возвращения из отпуска, потому что без автора разобраться в его наработаках очень часто бывает невозможно.

Для передачи файлов используют флэшки, даже при наличии компьютерной сети. Часто, с вытекающими отсюда "заразными" последствиями.

Продвинутые пользователи по привычке для передачи файлов используют общедоступную (не корпоративную) e-mail. Хотя и корпоративная электронная почта имеется.

Методика организации «сквозного проектирования» в AutoCAD с использованием ЛОЦМАН ПГС

1. Теория

1.1. Что такое «сквозное проектирование»

Сквозное проектирование в данном контексте это: один из вариантов организации групповой работы с возможностью мгновенного обновления повторяющихся графических данных на всех чертежах проекта. В этом случае любым графическим материалам (в нашем случае DWG файлам) может быть логически присвоен статус «источник данных» либо «импортер данных» . Импортер данных будет включать в себя источник данных. А проще – в него будет вставлена ссылка на источник данных.

Для примера: инженер «генпланист» разрабатывает чертежи комплекта ГП, на основе которых инженеры «сетевики» разрабатывают планы прокладки наружных сетей. «сетевикам» необходимо знать положение проектируемого здания, проездов, тротуаров и существующую топографическую ситуацию. Они вынуждены ждать «генпланиста» пока тот закончит формирование своего чертежа. В свою очередь «генпланисту» для создания генплана нужна топография от «топографов» и контуры проектируемых зданий от «архитекторов».

Задача: снизить время ожидания, повысить оперативность взаимодействия специалистов.

Методика сквозного проектирования позволяет организовать связь между всеми участниками проектирования на уровне графической среды через инструмент AutoCAD «внешние ссылки».

Инструмент AutoCAD «внешние ссылки» - позволяет организовать связь между двумя и более чертежами. Т.е. я могу импортировать (под этим понятием здесь и далее будет подразумеваться команда _attach , она же вставка внешней ссылки) в свой чертеж фрагмент (после вставки мы можем подрезать внешнюю ссылку - назначать границу отображения) из любого другого чертежа, который создал другой инженер, даже если он редактирует его в данный момент. При этом фрагмент вставленный в мой чертеж будет самостоятельно обновляться при изменении источника данных. Более того, если на данном фрагменте появятся новые слои, которые могут мне не понадобиться, я буду информирован об этом и своевременно смогу отключить их отображение или переопределить их свойства (фильтр согласования новых слоев, в диспетчере слоев) . Т.е. я постоянно буду иметь актуальную информацию получаемую от других участников проектирования и могу приступить к работе раньше, до того как они закончат свой чертеж полностью, как только я увижу что данных для начала проектирования достаточно.

Для примера: как по старинке - инженеры «сетевики» 5-7 человек вынуждены ждать «генпланиста» пока тот закончит чертеж генплана. На некоторых этапах, они «сетевики» могут брать у него промежуточные варианты генплана и копировать себе в чертеж, начинать работу (при этом копии совершенно не зависят от источника). При каком либо изменении в генплане они вынуждены постоянно обновлять данные от генпланиста и заменять их в своих чертежах на новые. При этом регулярно тратя время на отделение «зерен от плевел», мучения на перевод от одного масштаба к другому и т.д. Но исход при такой методике часто бывает один. Данные берутся один раз и больше не обновляются. И на определенном этапе у ряда проектировщиков имеются несколько версий одних и тех же данных, которые начинают развиваться параллельно, в итоге приводя к нестыковкам частей проекта, которые обычно выливаются в потерю времени и исправлению чертежей, в последний момент.

Итак применение методики «сквозного проектирования» позволяет:

исключить появление нестыковок между отдельными разделами проекта

потому что позволяет в реальном времени отслеживать обновление исходных данных (исключая работу в ненужном направлении)

это исключает ручное обновление исходных данных (данные импортируются один раз и обновляются автоматически, при изменении источника)

При данной схеме можно минимизировать человеческий фактор ошибок, возникающих из-за недостаточной информированности участников проекта о ходе процесса.

1.2. Процесс «сквозного проектирования» предъявляет определенные требования к навыкам и стилю работы в программе AutoCAD, а также к версии самого программного продукта.

Навыки:

Проектировщики должны уметь:

работать с диспетчером свойств слоев.

работать с диспетчером конфигураций слоев.

пользоваться набором команд для объектов «внешняя ссылка».

Стиль:

проектировщик должен группировать все объекты по слоям создавая «логистику» удовлетворяющую потребностям специалистов смежников, обеспечивая возможность переопределения свойств слоев.

группа проектировщиков должна иметь единый синтаксис именования слоев. (т.е. логичнее именовать главные оси здания как «Оси главные» а не «Главные оси». Потому как, в перечне слоев, сортированном по алфавиту, «Главные оси» окажутся рядом с любым слоем начинающимся на букву «Г*», но не рядом со слоем «Оси промежуточные» и «Оси дополнительные»).

Версия:

версия формата чертежа-источника не может быть более поздней, чем версия чертежа, в который импортируют данные.

2. Практический пример (видео)

Ниже представлено видео описывающее весь процесс организации «сквозного проектирования». Естественно подразумевается, что над каждым чертежом (комплектом) работает отдельный специалист. То есть весь процесс, при правильном подходе, смело можно назвать автоматизированным групповым проектированием.

3. Практический пример (в скриншотах)

На условном - практическом примере хочу показать, как организуется описанная выше концепция. В качестве среды хранения проектных данных, для удобства, будет выступать ЛОЦМАН ПГС, но это также может быть и обычная папка на сетевом диске.

Участники проектирования:

Архитектор-строитель,

Генпланист,

Инженер ОВИК,

Инженер ТГВ,

Инженер Электрик.

3.1. Исходные данные

ГИП публикует исходные данные в одноименной папке. В качестве исходных данных, в примере, будет выступать топографическая съемка.

Скриншот. 1. Дерево проекта (в программе ЛОЦМАН ПГС)

3.2. Раздел АС

Первым в процесс проектирования включается проектировщик АС. На основе выданного задания от ГИПа, либо предшествующих проектных наработок. В данном примере не играет роли, в какой форме задание поступает данному участнику проектирования. Проектировщик разрабатывает комплект АС, в состав которого входят поэтажные планы, фасады, разрезы, узлы и т.п. Он работает в папке «1 АС», расположенной в корневой директории проекта.

Остальным участникам проектирования развивающимся в направлении генерального плана и наружных сетей из всего комплекта АС нужен только план первого этажа и план подземной части (если в их конфигурации есть различия – которых в нашем примере нет). Т.е. чертеж выступит источником данных для ряда дочерних чертежей.

Скриншот. 2. В настройках чертежа важно выставить правильный параметр единицы чертежа, на строительных чертежах данного комплекта это как правило миллиметры (Меню: «Формат >

Скриншот. 3. Пространство AutoCAD. Справа пример план первого этажа комплекта АС. Слева слои используемые в чертеже .

3.3. Раздел ГП

Параллельно в процесс проектирования может включаться генпланист. Он работает в папке «2 ГП», расположенной в корневой директории проекта. Его чертеж будет импортером данных: топографии (исходные данные) и плана первого этажа (комплект АС).

Скриншот. 4. В настройках чертежа важно выставить правильный параметр единицы чертежа, на чертежах генеральных планов это как правило метры (Меню: «Формат > единицы» или команда _UNITS)

Оба чертежа(топография и план первого этажа) подключаются через инструмент вставки внешних ссылок (Меню: «Вставка > Ссылка на DWG» или команда _attach), но прежде мы должны узнать пути к файлам, в программе ЛОЦМАН ПГС это делается следующим образом:

Скриншот. 5. Окно панели файлов проекта ЛОЦМАН ПГС – аналог проводника Windows.

Особенность организации проектирования с использованием ЛОЦМАН ПГС заключаются в том, что центральным хранилищем файлов является база данных на удаленном сервере, синхронизуемая с локальной папкой, в которой создаемся копия каталогов проекта. Отличие от системы при которой все участники проектирования работают на общем сетевом диске лишь в том, что ЛОЦМАН ПГС выступает средством синхронизации между пользователями и сервером.

Скриншот. 6.1. Окно вставки внешней ссылки топографии. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. по правилам(де-факто) координаты на крестах топографии должны совпадать с координатами в AutoCAD.

Обратите внимание, что поскольку на обоих чертежах были выставлены верные единицы черетежа (_UNITS) Единицы вставки блока определяются автоматически, то есть план первого этажа будет автоматически уменьшен в 1000 раз при вставке.

Скриншот. 7. Топография и план первого этажа совмещены на листе генерального плана.

Скриншот. 8. Меняем цвет и толщину отображения слоя с топографией. Таким образом мы переопределяем свойства объектов у которых выставлен атрибут «ПоСлою» для цвета и толщины линий. (в нашем примере в файле с топографией именно так)

Скриншот. 9. Замораживаем ненужные слои (показаны два разных способа, через меню ленты - слева и через главное меню - справа)

Замораживаем слои (просто щелкая по объекту на чертеже):

Оси промежуточные

Размеры дополнительные

Размеры промежуточные

Стены несущие

Стены самонесущие

Оставляем слои:

Оси главные

Размеры главные

Стены наружные

Скриншот. 10. Создание конфигурации слоев (два разных способа, через меню ленты - слева и через главное меню - справа)

3.4. Раздел НВК (аналочично прочие наружные сети)

За генпланистом в процесс проектирования может включаться специалист по наружным сетям водопровода и канализации. Он работает в папку «3 НВК», расположенной в корневой директории проекта. Его чертеж будет импортером данных: из генерального плана.

Повторяем процедуру Скриншот. 4, копируем путь к файлу генерального плана, аналогично Скриншот. 5. Вставляем файл генерального плана аналогично Скриншот. 6. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. по правилам координаты на крестах генерального плана должны совпадать с координатами в AutoCAD.

Скриншот. 11. Наблюдается подобная картина.

Скриншот. 12. Применяем конфигурации слоев (на скриншоте показано как это делается, через меню ленты. Через главное меню: «Формат > Диспетчер конфигураций слоев» получается аналогично.)

Скриншот. 13. После применения конфигураций слоев - наблюдается следующая картина.

Далее в отдельном слое выполняется прорисовка данной сети коммуникации (в примере это Водоснабжение наружные сети). В примере я не использовал каких - нибудь специальных типов линий, но вы можете применять специальные типы линий: - в - , -- кн -- и прочие. Можно создать их самостоятельно, или использовать готовые.

Скриншот. 14. Примерно так выглядит результат. Но по правилам выполнения чертежей наружных коммуникация мы должны отобразить тонкой линией и другие проектируемые коммуникации.

Поэтому подключаем к чертежу файл «Сводный план сетей.dwg», который в нашем примере будет лежать в папке «2 ГП» проекта

Скриншот. 15. Вставляем «Сводный план сетей.dwg» аналогично как это сделано на Скриншоте. 6. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. при соблюдении всеми участниками проекта жесткой координатной привязки, при вставке относительно нулевой точки вставляемые объекты примут верное положение.

Пока файл «Сводный план сетей.dwg» пуст, но скоро он наполнится ссылками на другие файлы проекта и будет держать нас в курсе изменений в смежных сетях, выполняя координационную роль.

3.5. Сводный план сетей

После создания файлов с сетями. Инженер, которому поручено собирать сводный план сетей, подключает в файл «Сводный план сетей» каждый из чертежей планов с сетями. Т.е. в данном случае повторяет процедуру, описанную на Скриншоте. 6, для файлов:

Водоснабжение наружные сети.dwg

Канализация наружные сети.dwg

Газопровод наружные сети.dwg

Наружное освещение.dwg

После вставки в файл сводного плана внешних ссылок на выше представленные файлы, в каждом файле с сетями появляются смежные сети. При этом может появиться сообщение:

Но это не ошибка, а лишь свидетельство того, что файл с нашей конкретной сетью уже присутствует (в качестве внешней ссылки) в файле сводного плана сетей и это хорошо.

Скриншот. 16. Так будут выглядеть планы сетей комплектов: НВК, ГСН, ЭН.

Теперь остается поменять в свойствах слоя толщину линии смежных сетей(делаем их тонкими), а толщину проектируемой сети сделать выше (толще). На скриншотах 17, 18, 19, 20. Представлены примеры – как будут выглядеть планы комплектов НВК, ГСН, ЭН, после настройки слоев.

Скриншоты 17, 18, 19, 20

3.6. Согласование слоев

Согласование слоев это инструмент AutoCAD, который будет держать в курсе всех изменений в слоях чертежей вставленных как внешние ссылки. Пример: Если генпланист создаст в чертеже генерального плана новые слои, например: отмостка, дорожки и т.д. Инженеры проектирующие наружные сети будут мгновенно информированы об изменениях после того, как генпланист сохранит свой чертеж (и сохранит изменения на сервер, в случае при работе с ЛОЦМАН ПГС). Они увидят их в диспетчере свойств слоев, в фильтре «Несогласованные новые слои». Чтобы согласовать слой (то есть удалить из фильтра несогласованных новых слоев) достаточно правой кнопкой выделить слой и выбрать «согласование слоя».

Для того чтобы AutoCAD отслеживал изменение в слоях файлов внешних ссылок нужно определенным образом настроить параметры слоев. Как на скриншоте 21.

Скриншот. 21. Настройка параметров слоев. Выставляем галочки на пунктах: оценивать новые слои, добавленные в чертеж. Уведомлять о наличии новых слоев (в этом пункте выставляем события, при которых программа будет уведомлять нас о появлении несогласованных слоев) [Например событие «Вставить/Перезагрузить внешние ссылки» - будет уведомлять о появлении новых слоев при обновлении внешней ссылки. Пример ниже на скриншоте 22.]

Скриншот. 22. Уведомление о новом слое загруженном с чертежа файла ссылки

И многие возможно зададутся вопросом, чем же полезна программа ЛОЦМАН ПГС при организации сквозного проектирования.

При каждом сохранении исходного чертежа внешней ссылки выскакивает сообщение (см. Скриншот 22), а внешних ссылок в чертеже накапливается до 5 и более единиц. И постоянное появление данного сообщения чисто психологически со временем приводит к тому, что оно начинает отвлекать от работы и раздражать.

При использовании ЛОЦМАН ПГС, перед тем как обновить локальные копии исходных файлов мы увидим значок в панели файлов. Что исходный файл обновлен (на сервере) и нуждается в обновлении локальная копия (с которой и работает AutoCAD), то есть мы сами можем инициализировать процедуру обновления сократить мелкие порции обновленной информации, загружая обновления, допустим не чаще раза в час. Что добавит размеренности в процесс проектирования.

В базе данных хранятся все версии файлов. Что упрощает откат и повышает надежность хранения информации. Кроме того мы можем отследить всю историю операций с файлом. Например, узнать кто последний открыл, редактировал и сохранял файл.

3.7. Подводные камни

Необходима определенная квалификация работы с графической программой AutoCAD.

Передавать части проекта в сторонние организации удобно через инструмент публикации (команда ФОРМКОМПЛЕКТ)

3.8. Технические стороны

При данном методе организации работы:

Уменьшается размер файлов чертежа за счет замены физического дублирования графической информации - логическим.

Передавать части проекта в сторонние организации удобно через инструмент публикации (команда ФОРМКОМПЛЕКТ).