Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПРОГРАММИРОВАНИЕ, УПРАВЛЕНИЕ И ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ ЗАБОЕВ ГАЗОУГОЛЬНЫХ ШАХТ

Жетесова Г. С., Бейсембаев К. М., Нокина Ж. Н., Телиман И. В.,

1.1.1. Общие понятия

Современное производство немыслимо без цифровых моделей и оно основано на системах CAD/CAM/CAE, т. е. программных пакетах в которых проводится проектирование объектов – создание их визуального графического образа в т. ч. и чертежей деталей, узлов, машины и в целом технологической системы (CAD). В зависимости от принятого порядка проектирования, эти работы могут выполняться в первую очередь, а затем, после моделирования отдельных узлов (САМ), вновь повторяться с коррективами, полученными во второй стадии. Далее в CAE системах выполняется технологическая проработка проекта на предмет изготовления разрабатываемого объекта. Цифровизация также означает, что исходные данные на проектирование вводятся в общем виде, что требует от программного обеспечения (ПО) универсальности в приеме исходных данных, и в частности, в виде некоторых переменных. Цифровая же модель, состоящая из комплекса математических и имитационных программ, разных по назначению и производителю должна обеспечивать взаимочтение данных и преобразование их в графический образ. В результате рожденный проект имеет легкодоступные оценочные характеристики технологии, по исполняемым функциям, типоразмерам, надежности и стоимости. То есть в систему, например, могут вводиться данные по мощности пласта, который должен разрабатываться, глубине работ и свойствам пород, а на выходе изделие имеет требуемый типоразмеры машин, оборудования и их характеристики. Все преобразования выполняются внутри моделирующей системы, рис. 1.1. Здесь мы приводим CAD/CAM/CAE систему характерную для карагандинского завода КЛМЗ, которая имеет характерный вид на 3 уровне в CAE системе. То есть на уровне изготовления. На стадии проектирования в исследовательских институтах, вузах, лабораториях пакеты ПО могут сильно отличаться от тех, что имеются на заводе. Например, верхний и средний уровень характерен для КарГТУ, Томского государственного университета, а для уральского технического университета чаще на обоих уровнях вместо Adams, Ansys применяется SolidWorks, а в МИСИС и ComsolMultiPhysiks. Заметим, что 3 уровень для завода КЛМЗ по операционным возможностям – универсален. И на, так называемых, станках NX фирмы Siemens, кроме технологических операций по изготовлению можно вести проектирование и моделирование. Причем для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) детали и ряда других расчетов применяются конечно-элементные технологии пакета типа NASTRAN. Выбор той или иной системы часто определяется традициями предприятий и предыдущими проектами школ ведущих эти работы. Действительно, и динамические и статические задачи могут решаться и в одном пакете SolidWorks, но отдельные пакеты (Adams, Ansys) имеют характерную специализацию, а значит более широкие возможности. В то же время на заводах эти системы появляются в результате планирования закупок. Т.е. системы расчета часто приходят с приобретенным оборудованием. Ныне обслуживание работ достигло такого уровня сложности, что стало специфичным для каждой крупной фирмы, например, Siemens. И международные стандарты на программирование, ранее долго разрабатываемые, теперь работают не всегда. Вернее ими разработчики на фирмах пользуются, но так, что стандартные процедуры оказываются «замаскированными» в меню, которое каждое предприятие считает для себя логически понятным. Возможно, эти затруднения было бы легче преодолеть при изучении схемотехники, например, на основе работ проф. Анисимова О.С.

Имеются и заводы, не имеющие для своей продукции масштабного выхода на зарубежные рынки и они не нуждаются в САМ системах (моделирование), или их функции весьма ограничены. Но как показывает анализ для роста или поддержания на «плаву» таких предприятий ассортимент продукции должен непрерывно расширяться, но это возможно только при использовании CAD/CAM/CAE. При наличии всех этих трех составляющих систем автопроектирования можно говорить о цифровизации в виде, принятом в октябре 2017 г. в Сочи Высшим экономическим советом ЕАЭС. По инициативе Н. Назарбаева, для углубленного рассмотрения вопроса в Алматы 2 февраля этого года прошел международный форум «Цифровая повестка в эпоху глобализации». Речь шла об интеграции в рамках единой цифровой платформы ЕАЭС. Сопоставляя количество и качество предприятий работающих с универсальными и сугубо специфическими системами можно сказать, что исполнение программ цифровизации будет определяться возможностями влияния государства на политику закупок, универсализацию системы обучения и выполнение НИР в вузах. Очевидно, что изучение курсов CAD/CAM/CAE, должно строиться так, чтобы обучаемый был максимально подготовлен для работы с этими системами на предприятиях.