Отчет 31с. Ключевые слова: кожгалантерейные изделия, перчатки, язык проектирования, геометрическое моделирование icon

Отчет 31с. Ключевые слова: кожгалантерейные изделия, перчатки, язык проектирования, геометрическое моделирование


1 чел. помогло.
Смотрите также:
1. Геометрическое моделирование...
Реферат отчет: 43 стр., 4 рис., 4 табл...
Реферат отчет 213 с., 12 ч., 63 рис., 18 табл., 223 источников, прил...
Отчет представлен на 47 с.; состоит из 4 частей; основная часть содержит 26 пунктов и подпунктов...
Отчет представлен на 42 страницах; содержит 4 раздела (раздел 2 содержит 5 пунктов)...
Реферат Ключевые слова...
Примечание: Необязательно вносить в схему бд все ключевые слова! Выбирайте лишь слова...
Вданный отчет включены только цифры продаж лицензий на программное обеспечение на рынке...
Ольга Анатольевна машкина (мгу) китайские студенты и магистранты в вузах рф: проблемы социальной...
Т. Л. Каминская, Т. В. Шмелева...
Реферат Ключевые слова: музейное дело...
Разработка методики синтеза нейропрогнозирующей идентификации статических и динамических...



Загрузка...
скачать
Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный университет дизайна и технологии»


Научно-образовательный материал


«СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ЯЗЫКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕРЧАТОК В КОЖГАЛАНТЕРЕЙНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»


Состав научно-образовательного коллектива:

Афанасьев В.А., зав. кафедрой «Экономика и менеджмент», д.т.н., проф.

Разин И.Б., зав. кафедрой «Информационные технологии», к.т.н., доц.

Леденева И.Н., декан ИПК, проф. кафедры «ХМКТИК», к.т.н., проф.

Рыбакова О.Н., зав. УМЛ ИПК, асс кафедры «ХМКТИК», к.т.н.

Литвин Е.В., доц. кафедры «ХМКТИК», к.т.н.


Москва 2011 г.

РЕФЕРАТ


Отчет 31с.

Ключевые слова: кожгалантерейные изделия, перчатки, язык проектирования, геометрическое моделирование.


  Объектом исследования являются информационные технологии для проектирования кожгалантерейных изделий (перчаток) с применением современных средств вычислительной техники.

    
    Цель работы - анализ современных информационных технологий для построения языков проектирования, применяемых в кожгалантерейной промышленности.

    
    В процессе работы проведён анализ современных подходов к построению языков проектирования, рассмотрены основные этапы процессов проектирования с использованием вычислительных средств.


В результате исследования подтверждена возможность и целесообразность использования специализированных языков проектирования перчаток в кожгалантерейной промышленности.


  Методический комплекс основывается на методических материалах кожгалантерейных изделий, необходимых при проектировании перчаток.

    

Методика опробована в процессе обучения слушателей Института повышения квалификации МГУДТ.


  Методика разослана кожгалантерейным предприятиям г.Москвы.


Область применения методики – на малых предприятиях г.Москвы для использования современных информационных технологий при построении языков проектирования перчаток.


Экономическая эффективность методики определяется расширением круга возможных клиентов данного предприятия, расширением ассортимента, оценкой спроса на предлагаемые новые модели изделий кожгалантерейной промышленности.

СОДЕРЖАНИЕ


СОДЕРЖАНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ 5

^ 1 ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ЯЗЫКОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 7

1.1 Входные языки 8

1.2 Выходные языки. 10

1.3 Внутренние языки. 10

1.4 Языки сопровождения. 11

1.5 Графические языки 12


1.6 Языки описания заданий. 13

^ 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ADEM. 13

Ввод исходной информации 14

Уровень операций 15

Уровень переходов 16

Уровень технологической оснастки 16

Формирование документации 16

Адаптация к условиям предприятия 17

^ 3 ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ. 18

4 САПР "ЛЕКО" 20

Ключевые слова языка ЛЕКО 25

Идентификатор 26

Определение переменных 27

Операторы программы 27

Оператор записи контура лекала 29

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31



ВВЕДЕНИЕ




Любому промышленному предприятию без введения современных информационных систем практически невозможно конкурировать на рынке, а тем более быть «локомотивом» отрасли. Передовые информационные технологии должны применяться не только в управлении финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, но и непосредственно входить в производственный процесс. Что несомненно повлечёт за собой снижение затрат на производство, повышение качества производимой продукции, и, следовательно рост конкурентоспособности товара на рынке. Поэтому актуальной на сегодняшний день задачей является разработка и внедрение САПР, зачастую узконаправленных.

Одной из самых важных целей, при подготовке проекта построения информационной системы является чёткая и правильно понимаемая постановка задачи. Для достижения этой цели необходимо исследовать и чётко описать все происходящие процессы.

Раньше отечественные САПР не могли конкурировать с зарубежными, поскольку последние были оснащены более совершенными компьютерами, дигитайзерами, плоттерами. Сейчас, когда есть возможность приобрести любое оборудование, на первый план выходит программное обеспечение. А в этой области отечественные программисты завоевали хорошие позиции в мире. Отечественные разработчики развивают и совершенствуют системы с учетом особенностей производства. Дистрибьюторы же программного обеспечения сосредоточили свои усилия на рекламе и продаже. При этом реклама часто бывает очень искусной, создает весьма привлекательный образ продаваемой САПР, не всегда соответствующий действительности. Поэтому руководству предприятия, решившему приобрести САПР, бывает очень сложно разобраться в реальных преимуществах и недостатках той или иной системы.

Одна система позволит решить стоящие задачи, поднять организацию производства на качественно новый уровень, обеспечить конкурентоспособность и процветание. А другая - не только не решит накопившихся проблем, но и добавит новых. Будут потеряны время и деньги.

Относительно функциональности хотелось бы отметить следующее. Система должна удовлетворять требованиям конечного пользователя, для которого главное - получить полный комплект технологических документов, составленных в соответствии с правилами, принятыми на предприятии. От САПР требуется и наполнение баз данных нормативно-справочной информацией, и возможность подключения своих расчетов и технологических параметров. Но поскольку нет двух абсолютно одинаковых предприятий, то нельзя создать САПР технологического процесса, идеально подходящую для всех. Значит, в систему должна быть заложена возможность ее адаптации и модернизации. И чем проще процесс адаптации, тем большей популярностью пользуется система.

Простой, хорошо продуманный и интуитивно понятный интерфейс - половина успеха. От его «совершенства» прежде всего зависит, захотят пользователи работать с системой или нет. А если для выпуска полного комплекта документов пользователю необходимо в одной системе проектировать технологический процесс, в другой - рисовать эскизы, в третьей - программировать операции с ЧПУ, а в четвертой - просматривать и выводить на печать документы, то расходование сил и времени для обучения сотрудников и запуска проекта в работу окажется неэффективным.

Поэтому к выбору уже существующей САПР, на предприятии должны подходить системно, учитывая мнение сотрудников, которым эту систему внедрять, настраивать и поддерживать. А так же, возможно и более важное мнение сотрудников, которым с этой системой работать в технологическом процессе. Система должна быть понятна и максимально приближена к их профессиональным терминам и положениям.
^

1 ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ЯЗЫКОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ



Если рассматривать САПР, применяемые в лёгкой промышленности, то в данной области эти системы в большей степени используются для создания и обработки графической информации. Зачастую такие САПР ориентированы на специальные графические редакторы, позволяющие выполнять поставленные задачи "с экрана монитора", с помощью уже готовых процедур и меню, например, рисовать проектируемые объекты и выполнять над ними некоторые операции. Минусы же таких систем заключаются в том, что очень сложно при разработке такого программного продукта учесть все необходимые данные, методы и прочую информацию. Особенно это заметно в конструкторских САПР, когда специалист-конструктор ограничен уже имеющимися операциями и функциями. В итоге он не может в полной мере перенести на экран монитора свою задумку.

Но существует и второй подход к разработке САПР для легкой промышленности, а именно - описывать объекты и процессы, получая в итоге именно то, что задумал специалист, работающий с этой системой. Это специфическая САПР и поэтому её нужно применять для тех объектов, где их удобно описывать. В большей степени, язык описания объектов используется в САПР технологических процессов, но не в САПР-конструктор.

Такие САПР, использующие описание объектов и технологических процессов, должны разрабатываться с помощью объектно-ориентированного языка программирования. Немаловажная роль здесь отводится лингвистическому обеспечению САПР. Под лингвистическим обеспечением понимают совокупность языковых средств, используемых в САПР. В общем случае языком называется существующее средство общения, представленное как система символов или знаков для обмена различного рода информацией.

Знание языков программирования и особенностей операционных систем необходимо разработчику САПР, создающему пакеты прикладных программ. Пользователь САПР должен уметь правильно обратится к нужной программе, задать всю исходную информацию для решения своих задач, правильно интерпретировать полученные результаты.

Для описания специфической исходной информации о задачах, решаемых пользователем, ее корректировки и выражения полученных результатов и служат языки проектирования. Они подразделяются на входные, внутренние, выходные и сопровождения.
^

1.1 Входные языки


Входные языки служат для представления исходной информации об объектах и задачах проектирования. Выходные языки выражают результаты выполнения программ САПР. Внутренние языки представляют информацию внутри компьютера при взаимодействии различных программ. Языки сопро­вождения служат для редактирования и корректировки данных и заданий в самом процессе решения задач.

К входным языкам проектирования предъявляют следующие требования:

1) Возможность описания всех объектов, на проектирование которых ориентирована САПР - требование универсальности языка.

2) Максимальное удобство алфавита и синтаксиса языка для восприятия человеком.

3) Проблемная ориентация языка. Это требование удобства языка.

4) Лаконичность - максимальная краткость записи той или иной конструкции языка.

5) Однозначность интерпретации элементов языка и языковых конструкций.

6) Расширяемость - возможность развития и расширения языковых конст­рукций.

Исходные данные, описываемые и передаваемые входными языками, разделяют на две части:

1) Данные о характере и последовательности выполнения проектных процедур.

2) Данные о самом проектируемом объекте.

Соответственно и выделяют среди входных языков язык описания заданий (ЯОЗ) и язык описания объектов (ЯОО).
Средствами ЯОО проектировщик сводит воедино все необходимые данные об объекте. Например, задает состав будущей вычислительной системы, он фиксирует ее главные аппаратные и программные компоненты, описывает архитектурные решения. Средствами ЯОО задаются математические модели дискретных устройств в виде систем булевых функций или конечных автоматов.

Применяют несколько способов представления об объекте и соответственно несколько типов ЯОО. Существуют средства для описания структуры объекта, так называемые языки структурного описания или автоматные (схемные) языки. Есть также языки для представления функций, реализуемых объектом - такие языки называют языками функционального описания или процедурные (алгоритмические) языки.

Больше всего в САПР распространены процедурные языки, так как исходная информация часто представляет собой алгоритм функционирования объекта. Сами по себе процедурные языки близки по своим основным свойствам к алгоритмическим языкам высокого уровня. Обычно в них можно выделить такие элементы как: операторы арифметического и логического выражения, идентификаторы и т.п.

Используется две разновидности процедурных языков: типа "Алгоритм" и типа "Схема".

Язык типа "Алгоритм" предназначен для описания алгоритмов функционирования без привязки к конкретной схеме, реализующей этот алгоритм. Язык типа "Схема", служит для описания функций конкретного объекта. Это описание имеет форму алгоритма, но при этом выражает конкретную схемную привязку. То есть в языке типа "Алгоритм" первичным звеном является алгоритм функции узла, а в языке типа "Схема" - схемная организация этого узла. Язык типа "Алгоритм" используется на этапе синтеза вычислительной системы, а язык типа "Схема" - в системах анализа и поиска неисправности синтезируемой системы.

Выбор процедурных или автоматных языков для анализа связан с возможностями автоматического получения моделей анализируемых объектов. Так, при системном проектировании обычно применяют модели, составленные проектировщиком. В этом случае ЯОО служит для описания уже созданной модели и является процедурным языком.
Например, при анализе электронных схем имеется достаточно развитое математическое обеспечение для автоматического получения математических моделей. Поэтому в подсистемах схемотехнического проектирования используют ЯОО для описания структуры применяемых схем - то есть автоматные языки.

Автоматные языки очень широко применяются в подсистемах проектирования компонентов и конструкторского проектирования.
^

1.2 Выходные языки.


Выходные языки служат для выражения результатов выполнения программ в САПР. Для этих целей используются графические, табличные и текстовые формы.
^

1.3 Внутренние языки.


Внутренние языки предназначены для представления информации в компьютере при взаимодействии различных программ. Для их конструкций обычно устанавливают строгие правила записи, что позволяет унифицировать процессы обработки данных.

Данные могут быть простыми: переменные и константы и структурированными: массивы, записи, строки, множества, файлы. Обмен данными происходит через внутреннюю память программы. Программа получает данные из локальной, эталонной и статической областей. Локальные данные содержатся в системе ее параметров и передаются при обращении к программе. Информация из глобальной области доступна многим программам и воспринимается программой без явной передачи параметров. Статическая область - это собственная внутренняя память только данной программы. При этом внутренний язык должен отображать все то, что необходимо для связи программы с внешней средой: то есть структуру данных, типы данных размеры, способы представления.

Способы организации данных: файлы, строки, массивы, записи, связанные списки, множества, базы данных.

^

1.4 Языки сопровождения.


Языки сопровождения служат для непосредственного общения пользователя с компьютерной программой в процессе проектирования. В зависимости от того, в каком режиме работы их используют, различают языки сопровождения диалоговые и недиалоговые (пассивные).
Чаще используют диалоговые языки сопровождения, поскольку процесс проектирования не может быть полностью формализован. И диалог необходим для решения частично формализуемых задач. Реализация диалога осуществляется на основе создания интерактивных систем, которые включают в себя диалоговый язык и комплекс программ для:

  • Управления процессами проектирования.

  • Для интерпретации директив пользователя.

  • Для выполнения задаваемых проектировщиком процедур.


Диалоговые системы проектирования должны обеспечивать:

  • слежение за правильностью ответов пользователю с точки зрения принятой грамматики языка.

  • обнаруживать ошибки и делать подсказку способов их исправления.

  • минимальное время ответа на запрос проектировщика.

  • удобство ведения диалога - на соответствующем для инженера языке, обеспечивать наличие сервисных услуг (просмотр библиотеки и т.п.).

Составными частями диалоговых языков сопровождения являются сообщения системы и сообщения пользователя. Сообщения системы делятся на информационные запросы и подсказки. Сообщения пользователя - ответы на запросы в виде чисел, строк или же рабочие и служебные директивы (команды). В общем случае диалоговые языки сопровождения реализуются элементами ЯОО и ЯОЗ.

^

1.5 Графические языки


Графические языки служат для задания чертежей различного вида, например, эскиза, технического рисунка, структурных, функциональных и принципиальных электрических схем. Для описания геометрии элементов чертежа с помощью графических языков используются следующие способы:

  • Задание координат всех граней объекта. Так при кодировании рисунков указываются координаты всех узловых точек.

  • Представление компонентов с помощью типовых графических элементов (фреймов) - линий, прямоугольников и т.п. Такой способ применяется, если чертеж задается сочетанием типовых фрагментов, которые могут иметь довольно сложную форму. При этом сначала необходимо выполнить работу по выявлению таких фрагментов, а затем описать их, после чего  включить в библиотеку типовых компонентов.

  • Задание элементов графического изображения в виде математических соотношений.

  • Способ поточечного (мозаичного) ввода, когда рисунок строится из пикселей. Для этих целей могут использоваться и псевдографические элементы (очень примитивно).
^


1.6 Языки описания заданий.


Средства ЯОЗ предназначены для задания компьютерной программе сведений о том, какие задачи должны быть решены. А также для задания условий решения этих задач. ЯОЗ по своим возможностям и конструкциям близок к языкам управления заданий операционной системы компьютера. Основное отличие от них - это проблемная ориентация на решение задач проектирования (моделирования). Запись на ЯОЗ состоит из директив (команд), которые представляют собой приказы на выполнение некоторых проектных процедур. Операндами в директиве являются имена программных модулей и значения требуемых параметров. В ЯОЗ обычно также входят директивы процедур для модификации структуры проектируемого объекта, значений его параметров, элементов базы данных и т.д.


При разработке САПР для легкой промышленности, использующей язык описания объектов и технологических процессов, очень важно учесть специфику языков проектирования, проанализировать уже имеющиеся языки описания.

^

2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ADEM.


ADEM - система автоматизированного проектирования, решающая широкий спектр задач от формирования облика изделия до подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, включая полный комплект конструкторской и технологической документации.  Данная система может использоваться практически во всех отраслях промышленности, в том числе и лёгкой. На примере этой системы я хочу рассмотреть автоматизацию технологического процесса на предприятии.

Технологический процесс (ТП), как и любую структурированную информацию, удобно представлять в виде дерева: на первом уровне находятся общие сведения о техпроцессе, на втором - перечень операций, на третьем  - переходы (маршрут выполнения операции) и т.д. Если создается комплект документов на изготовление изделия, то все смещается на уровень ниже: на первом уровне будет находиться информация об изделии, на втором - перечень ТП на детали, входящие в изделие. Следует отметить, что в таком дереве отображаются все основные элементы ТП, а не только операции и переходы. Это позволяет более гибко манипулировать объектами техпроцесса, создавая требуемую технологию.
^

Ввод исходной информации


Процесс проектирования начинается с ввода исходной информации об объекте, то есть указывается его обозначение, наименование, сведения о материале и прочее. Лучше всего, если на объект имеется конструкторский чертеж, разработанный и оформленный в подходящей CAD-системе - тогда вся требуемая информация автоматически попадает в техпроцесс. В противном случае информацию можно вводить традиционным способом, с клавиатуры, либо, если чертеж импортирован из другой CAD-системы, обычным скалыванием с экрана. Следует отметить, что независимо от того, на каком этапе проектирования вы находитесь, существует несколько способов ввода информации:

1) ручной ввод с клавиатуры;

2) выбор информации из справочников базы данных.

База данных (БД) должна содержать всю нормативно-справочную информацию, необходимую для процесса проектирования. Это справочники по операциям, оборудованию, переходам, технологической оснастке и др.; 

3) получение информации в результате расчетов. Система должна быть снабжена алгоритмами расчета некоторых технологических параметров (норма расхода материала, режимов резания и др.), и результаты этих расчетов автоматически вставляются в ТП. Если пользователь имеет свои, уникальные, алгоритмы расчета каких-либо параметров, то, описав сценарий расчета, можно подключить его к процессу проектирования.

Но, хочу сразу отметить, что для этого необходима САПР, использующая язык описания объектов, удобная, понятная и отвечающая всем профессиональным требованиям и запросам технолога. Владея этим языком проектирования, технолог сможет внести корректировки в ТП, смоделировать некоторую ситуацию и оценить полученный результат еще до включения этих изменений в техпроцесс.
^

Уровень операций


Порядок следования операций однозначно определяет маршрут обработки детали/изделия. Поэтому на данном уровне не производится никакой автоматической сортировки объектов ТП - операции попадут в маршрутную карту именно в той последовательности, какую определил технолог. Наименования операций и оборудование выбираются из соответствующих справочников. С каждой операцией может быть связан операционный эскиз или карта наладки. Так как ADEM является интегрированной системой, то для создания эскиза достаточно перейти в модуль ADEM CAD. Оформить эскиз можно на основе чертежа конструктора или создать его заново. Чертеж или эскиз может быть как подготовлен в самой системе ADEM, так и импортирован из других систем. Для решения этой задачи система ADEM содержит ряд встроенных конверторов (DXF/DWG, SAT, IGES, STEP и др.). Вся геометрическая информация автоматически масштабируется в размеры рабочего поля карты эскизов. Между операциями допускается внесение примечаний для комментирования маршрута обработки. Операции можно пронумеровать автоматически с заданным шагом или вручную.
^

Уровень переходов


Переходы условно разбиты на три группы: установочные, основные и технического контроля. Основные переходы соответствуют конкретной выбранной операции. При формировании текста перехода технолог может использовать чертеж. На основе заданных режимов резания система рассчитает основное время на переход. Между переходами также допускается внесение примечаний.
^

Уровень технологической оснастки


На этом уровне дерева техпроцесса располагаются технологическая оснастка, вспомогательный материал, средства защиты. В базу данных внесены необходимые виды оснастки.

Инструмент можно искать по определяющим параметрам: диаметр, длина режущей части и прочее. Вся закладываемая в техпроцесс оснастка, независимо от порядка внесения в дерево ТП, при формировании документации автоматически сортируется в соответствии с рекомендациями ГОСТ.

После того как необходимая и достаточная информация введена, наступает этап непосредственного формирования документации.
^

Формирование документации


В режиме формирования документации вся введенная в процессе проектирования ТП информация помещается в макеты технологических документов. Макеты создаются в модуле ADEM CAD, поэтому для создания и просмотра документов дополнительное программное обеспечение не требуется. С системой ADEM стандартно поставляется набор макетов для формирования полного комплекта документации технологического назначения в соответствии со стандартами.

Для контроля сформированной документации имеется режим ее предварительного просмотра на экране. Листы документации располагаются в порядке их формирования, но при желании можно рассортировать листы по блокам. Например, для технологического процесса можно создать блоки маршрутной и операционной карт по каждой операции, ведомости оснастки и т.д. Использование блоков позволяет более наглядно представить информацию для просмотра и быстрого поиска необходимого листа документации.

Если в процессе просмотра выявлены какие-либо неточности, можно переключиться на дерево ТП, произвести соответствующие изменения объектов и снова выполнить команду «Формирование».
^

Адаптация к условиям предприятия


Система проектирования ТП - полностью открытая система, позволяющая пользователю самому вносить необходимые изменения. И не только изменения. Если у пользователя есть свои идеи, возможности и необходимые знания, то он может сам построить свой САПР ТП - модуль ADEM TDM предоставляет такую возможность. 

Для описания расчетного процесса наиболее рационально использовать специальный язык, содержащий типовые понятия процесса проектирования в виде команд и функций. Это позволит разработчику, проектирующему системы, не отвлекаться на стандартные, но весьма трудоемкие вопросы программирования (такие как обеспечение связей между данными, визуализация исходных данных, форматирование ввода-вывода, вопросы подсоединения различных типов баз, согласование различных типов данных) и сосредоточить свое внимание непосредственно на вопросах автоматизации проектирования процесса. Текст, написанный на специальном языке, станет, по сути, базой знаний, на основе которой будет работать система. При этом достаточно просто решаются вопросы корректировки работы системы и ее развития. Логика проектирования доступна для любого сотрудника, даже не имеющего достаточной квалификации в области программирования, но владеющего знаниями по своей основной специальности, что позволит совершенствовать разработку специалистам, чьи знания и опыт совершенно необходимы для развития подобных систем.

Команды, реализованные в данной версии языка, дают возможность работать с произвольными форматами документов, позволяют составлять стандартные SQL-запросы к базам данных, осуществлять экспорт-импорт текстовых файлов и т.д. Для хранения нормативно-справочной информации можно использовать любую СУБД. Требования, предъявляемые к СУБД: поддержка языка SQL и наличие соответствующих ODBC-драйверов.

На мой взгляд, при разработке собственной САПР, использующей язык описания объектов и технологических процессов для конструирования кожевенных и кожгалантерейных изделий, очень важно учитывать пожелания не только специалиста-конструктора, но и технолога данного производства. Возможно, в такой системе необходимо иметь отдельные программные модули для конструктора и для технолога кожевенных изделий. Но, чтобы эти модули имели возможность синхронизироваться между собой, выводя системный конечный результат, в котором будут учтены как разработки конструктора, так и пожелания технолога.

Далее в работе будут более подробно рассмотрены несколько САПР, использующих языки описания объектов.

^

3 ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ.



Современный бизнес и современное управление производством диктует свои правила. Очень часто выпуск готовой продукции осуществляется в одной стране, а само предприятие, разработавшее эту продукцию - в другой. Например, фабрика по производству перчаток находится в Китае, а предприятие, вместе с основным штатом сотрудников - в России. Таким образом, для современного предприятия, использующего передовые САПР, необходима возможность удалённого управления всем производственным циклом. Чтобы, например, конструктор, находясь в любой точке Земного шара, мог внести корректировки в уже выпускаемую модель на фабриках Китая, не тратя на это ни времени, ни денег на международные перелёты, а просто, работая с САПР через Интернет. Поэтому, я считаю, что подобные системы должны иметь поддержку web-интерфейса, со всеми вытекающими отсюда возможностями.

Стандартом 3D графики в сети Интернет, является использование языка VRML и его последователя - X3D.

VRML (Virtual Reality Modeling Language) - это язык и формат файлов описания интерактивных трехмерных объектов и виртуальных миров. VRML файлы можно использовать не только в Интернет, но и в локальных системах. VRML также является перспективным универсальным форматом хранения и обмена мультимедиа-информацией. Каждый VRML файл является описанием трехмерного пространства, содержащего графические (и звуковые) объекты, которое может динамически изменяться при помощи различных механизмов языка. Vrml-файл представляет собой обычный текстовый файл, интерпретируемый браузером. Стандарт языка определяет множество первичных классов объектов и обеспечивает средства сборки (создание виртуального мира), инкапсуляции и расширения (определение новых классов объектов на основе первичных и/или определенных ранее).

Существует огромное количество форматов файлов, описывающих трехмерные объекты и сцены. Но большинство из них было создано отдельными фирмами и разработчиками. Каждый из них обладал специфическими ограничениями и использовался для решения задач в достаточно узких областях. Поэтому постоянно возникала острая необходимость в переводе файлов из одного формата в другой, чтобы использовать ранее полученные модели для новых задач. 
Удобнее всего было бы использовать один какой-нибудь формат для хранения моделей. Создание VRML и было попыткой установить такой стандарт. В большинство программ трехмерного моделирования были включены средства сохранения моделей в VRML файлах. Поэтому во всех новых программах, использующих полигональное представление объектов, исследовательских, учебных или индустриальных, удобнее и проще использовать VRML.

Пример кода программы, написанного с помощью языка VRML:

#VRML V1.0 ascii

Separator { #Красный цилиндр

Material { emissiveColor 1 0.6 0.6 }

Cylinder {

height 1

radius 0.3}}

Separator { # Синий цилиндр, повернутый на 90 градусов вокруг оси z

Translation {

translation 0 0.5 0}

Rotation {

rotation 0 0 1 1.57}

Material { emissiveColor 0.5 0.5 1 }

Cylinder {

height 1

radius 0.3}}
^

4 САПР "ЛЕКО"



К сожалению, для легкой промышленности разрабатывается не так много САПР, особенно отечественных. А систем, которые ориентированы на пользователей, творчески относящихся к своей работе, готовых что-либо доработать в системе, используя свой уникальный опыт и знания - практически нет.

Рассмотрим систему проектирования одежды (СПО) «ЛЕКО» для автоматизации ряда работ экспериментального цеха швейного предприятия.

Система «ЛЕКО» - первая САПР модельера-конструктора, в которой предлагается целостный, проработанный теоретически и реализованный практически подход к компьютерному конструированию одежды.

Данная САПР предназначена для автоматизации проектирования, создания и отработки лекал швейных изделий с использованием персонального компьютера. Система позволяет автоматизировать работы от зарисовки эскиза будущей модели до автоматического вычерчивания готовых лекал и выпуска технической документации.

Подсистема конструктора позволяет описать в алгоритмическом виде порядок построения контура лекала (методику построения), построить контур лекала для выбранного типа фигуры и размеро-роста, просмотреть построенный контур лекала на экране и напечатать его на принтере или плоттере в натуральную величину или в любом заданном масштабе. Для записи методики построения лекал используется простой язык описания (методики построения), который позволяет быстро и четко описать построение любого чертежа. Специальные функции, встроенные в язык описания и построения лекал, позволяют более качественно проектировать криволинейные участки лекал, производить сопряжение углов и согласование длин различных участков лекал, учитывать расположение линий в готовом изделии. Кроме того, подсистема позволяет производить техническое моделирование.

Подсистема технолога позволяет произвести автоматизированную раскладку готовых лекал, получить длину различных типов швов, использующихся при обработке, рассчитать площади лекал, рассчитать и вывести нормативную и техническую информацию.

СПО «ЛЕКО» содержит базы данных размерных признаков на типовые фигуры мужчин, женщин, детей (ГОСТ, ОСТ) и позволяет по выбранным основным параметрам фигуры (тип, полнотная группа, рост, размер) производить просмотр и печать размерных признаков. Обозначения размерных признаков из базы данных могут использоваться в расчетных формулах при описании алгоритма построения лекала.

Использование системы «ЛЕКО» позволяет промышленному предприятию по-новому решать задачу технического размножения (градации) лекал: не "растягивать" вручную базовые лекала, приближенно задавая определенные приращения отдельных конструктивных точек, а автоматически получать точные лекала, построенные по заданной методике на любую фигуру, размерные признаки которой занесены в базу данных или заданы вручную.

Простой и удобный русскоязычный интерфейс системы, работа при помощи меню, отсутствие команд, набираемых вручную, позволяют любому пользователю освоить систему за несколько часов. Дальнейшая эффективность использования ЛЕКО зависит от квалификации пользователя и его способности освоить возможности системы и оперировать ими.

Система «ЛЕКО» предоставляет конструктору новые возможности, позволяющие реализовывать его замыслы. Можно использовать ее традиционным образом, повторяя построения, выполняемые вручную. Но более значительный эффект дает использование новых возможностей системы, изменение «ручных» методов построения лекал по следующим основным направлениям:

- упрощение построения за счет сокращения промежуточных построений (например, работа с прямоугольной сеткой);

- объединения нескольких действий в одно (например, поиск пересечения дуг) и замены на более общие преобразования (практически не требуется каких-либо промежуточных линий, отрезков, дуг; все они заменяются на команды «отложить», «поворот» и т.д.);

- повышение точности построения за счет использования полных формул расчета, а не апроксимационных коэффициентов, использования точной таблицы размерных признаков, исключения ошибок инструмента;

- использование новых возможностей построения (сплайны, угловые величины, тригонометрические вычисления, встроенные функции: симметрия, перенос, коническое разведение, реализация усовершенствованного «метода гибкой линейки» и т.д.);

- разработка конструкции в пропорциях, использование базы данных размерных признаков и как следствие - автоматическая градация лекал на любой размеро-рост и полнотную группу;

- создание простых и легко модифицируемых методик, учет каждого фактора, влияющего на построение, «параметризация» разрабатываемых моделей, создание базы данных методов построения и моделей;

- учет технологии изготовления изделия и технических свойств тканей на уровне конструкции («сжатие» участков, выкраиваемых по косой, для учета последующего их растяжения, «растяжение» при использовании клеевых прокладок, установка предельных коэффициентов посадки ткани и т.д.).

При работе в системе «ЛЕКО» происходит смещение акцентов и изменение содержания основных понятий. Так, например, понятие лекала-основы как эталонного лекала, вырезанного из бумаги, на базе которого происходят все дальнейшие построения, теряет смысл. Основа в системе «ЛЕКО» - методика построения, задавая для которой различные припуски (модельные, на свободу облегания, на технологическую обработку), варьируя параметры, заложенные в построение, получаются различные варианты лекала-основы, на которых затем будет проводиться техническое моделирование.

При ручном способе построения лекал конструктор вынужден вручную согласовывать участки лекал, проверяя длины, условия сопряжения (углы). На это тратится много времени и усилий. В системе «ЛЕКО» конструктор задает один раз на уровне методики условия согласования различных деталей и затем может больше не проверять это согласование: все условия будут выполняться при любых размеро-ростах, припусках и прочих параметрах.

При создании лекал в системе «ЛЕКО» работа конструктора распадается на два этапа:

- запись последовательности построения, обеспечивающей согласование всех участков лекал (может выполняться без получения лекала в натуральную величину);

- выбор припусков, формы линий, размеров деталей и т.д. в зависимости от требований художника, эстетических, технологических и прочих требований (на этом этапе возможно получение большого количества лекал для выбора оптимальной по какому-либо критерию формы).

При ручном построении эти два этапа выполняются одновременно, что усложняет внесение изменений в построение и модификацию лекал. При работе с «ЛЕКО» механическая работа конструктора по корректировке лекал сменяется концептуальным построением описания зависимостей и взаимосвязи участков лекал. Повторяемость и возможность модификации любых построений позволяют по-новому посмотреть на процесс конструирования.

Конструирование - это искусство, но, в отличие от рисования, в нем существуют более четкие и строгие правила, несоблюдение которых не позволяет получить конечный результат. Практически по любым отдельным конструктивным узлам можно получить конкретные соотношения (длин, углов и в целом формы), которые должны всегда выполняться, независимо от желания конструктора. В основном это тригонометрические соотношения, которые на практике воспринимаются как соответствие длин, пропорции, «гладкость» линий. Все эти соотношения (закономерности) присутствуют во всех расчетных методах построения лекал, но не всегда в явной форме; иногда они скрыты за методом построения и заранее рассчитанными коэффициентами.

Система в большей степени ориентирована на конструктора, знакомого с основами программирования, или технического специалиста, знакомого с основами конструирования.

Основа системы ЛЕКО - вычисление координат опорных точек лекала при помощи арифметических формул, в которых можно использовать значения размерных признаков из базы данных. В формулах можно также использовать: числа, задаваемые константами; переменные, рассчитываемые по формулам; длины, расстояния, величины углов, определяемые между различными элементами. При записи методики построения лекала в качестве геометрических объектов можно использовать:

- точки, заданные своими координатами;

- отрезки, задаваемые двумя точками;

- дуги;

- сплайны;

- ломанные.

Язык описания построения лекал моделей немного похож на процедурный язык программирования Pascal. Язык программирования Pascal был создан и широко используется для обучения программированию; он достаточно прост и хорошо формализован. Выбор Pascal в качестве прототипа (с известной оговоркой на область применения этого языка) позволит любому пользователю быстро освоить написание методик построения лекал. Ниже следует неформальное описание нескольких основных элементов и конструкций языка.
^

Ключевые слова языка ЛЕКО


Как и в любом языке программирования, для написания программы на языке описания и построения лекал используются ключевые слова, имеющие в системе свое фиксированное, неизменное назначение. Не разрешается использовать эти слова для обозначения геометрических объектов и переменных. Вот несколько примеров ключевых слов:

отрезок

точка

сплайн_к

симметрия_л

перенос

Идентификатор


Все геометрические объекты (величины, точки, отрезки, линии) в программе имеют свой идентификатор (название), однозначно определяющий этот объект. Идентификатор (название) представляет собой последовательность букв, цифр и символа "_", начинающуюся с буквы. Максимальная длина идентификатора 20 символов. Могут использоваться буквы русского и латинского алфавита. Например:

точка_плеча_1 точка_плеча_2

нижняя_дуга_проймы


При записи формул расчета координат в программе могут использоваться величины размерных признаков, выбираемые из базы данных, созданной при помощи системы ЛЕКО. Величины размерных признаков могут использоваться в формулах как переменные-числа и обозначаются в соответствии с порядковыми номерами (например: рз_23, рз_1, рз_56, рз_114) или с присвоенными пользователем обозначениями (например: обх1, обх2, талия).

Все объекты программы, по аналогии с языками программирования, можно называть переменными. А названия переменных в программе - идентификаторами.[8] В программе для записи идентификаторов и ключевых слов могут использоваться прописные и строчные буквы, между которыми не делается различий. Могут использоваться буквы русского и латинского алфавитов. При этом буквы "о а с т н у" и другие, на русской и латинской клавиатуре, считаются различными, поэтому при редактировании текста программы необходимо следить за тем, в каком режиме находится клавиатура: русском или латинском. Если после редактирования текста возникает ошибка "Такого идентификатора нет", то следует проверить режим ввода.
^

Определение переменных


В процессе выполнения программы происходит последовательное определение и построение геометрических объектов и скалярных величин-переменных (обычных чисел). Для определения геометрических объектов и переменных используется знак присваивания ":=". Далее за знаком присваивания следует выражение или ключевое слово, которые определяют тип переменной. Например:


высота_3:=t20*0.35;

т:=точка(1,10);

плечо:=отрезок(точка_плеча_2,точка_плеча_1);


После своего определения (создания) переменная имеет тип и значение, которое можно использовать далее в программе для определения других переменных. Например, запись

т:=точка(1,10);

означает, что определена переменная-точка с названием (идентификатором) "т" и имеющая значение - горизонтальную и вертикальную координаты (1,10). А запись т:=1.1;

означает, что определена переменная-число со значением 1.1.

При просмотре изображения можно определить последовательность построения и взаимное расположение определяемых переменных – геометрических объектов.
^

Операторы программы


Программа на языке описания и построения моделей состоит из операторов, последовательно определяющих переменные или выполняющих определенные действия (например, направление на печать). Все операторы отделяются друг от друга разделителем ";" (точка с запятой). Все операторы выполняются последовательно, если нет явного указания об изменении последовательности выполнения операторов.

При работе программы происходит последовательное определение координат и параметров переменных. Прямое определение переменных производится при помощи следующих ключевых слов:


ТОЧКА

ОТРЕЗОК

ДУГА

СПЛАЙН

ЛОМАНАЯ


Возможно не прямое определение переменных, а построение их при помощи встроенных функций (определение точек через пересечение объектов, перенос или поворот объектов).

Для каждого типа переменных определен набор допустимых действий: пересечение, параллельный перенос, центральная и осевая симметрия, поворот, вывод на печать. Практически любое из этих преобразований можно реализовать также при помощи формул расчета координат, но использование встроенных функций позволяет упростить запись и повысить ее наглядность.

Программа состоит из последовательного определения новых геометрических объектов - переменных, координаты которых рассчитываются по формулам или определяются при помощи преобразований.

При выполнении программы система последовательно просматривает операторы и выполняет определяемые ими действия. После просмотра всей программы система формирует и записывает изображения лекал для просмотра на экране и вывода на печать, а так же координаты геометрических объектов.

В целом операции предлагаемого языка соответствуют операциям, выполняемым при построении чертежей вручную. Это соответствие и возможность многократного быстрого "перепостроения" чертежа делают систему удобной в использовании, а формализм построения и возможность использования базы данных с хранимыми значениями делают возможным использование системы как действительно серьезного автоматизированного рабочего места. Рассмотрим один из операторов языка ЛЕКО.
^

Оператор записи контура лекала


Помимо самих построений, в программе есть оператор записи контура лекала, который предназначен для вывода на печать. Для этого после завершения всех построений, касающихся данного лекала, следует функция "записать"

Пример построения многоугольника и вывода его на печать:


{--------Программа построения многоугольника--------}

{ расстановка точек }

точ1:=точка( 0, 0);

точ2:=точка( 15, 0);

точ3:=точка( точ2.х, 15);

точ4:=точка( (точ1.х+точ2.х)/2, точ3.х+3);

точ5:=точка( точ1.х, точ3.у);

{ построение многоугольника }

о1:=отрезок(точ1,точ2);

о2:=отрезок(точ2,точ3);

о3:=отрезок(точ3,точ4);

о4:=отрезок(точ4,точ5);

о5:=отрезок(точ5,точ1);

{ запись лекала }

записать(имя = (прямоугольник),

контур = (точ1,точ2,точ3,точ4,точ5),

цвет = 10);

конец

При записи контура, который состоит из отрезков, можно указать только имена точек, система сама соединит их в замкнутый контур.

Вот пример построения ромба, с использованием языка ЛЕКО:

а:=60; б:=30; ц:=50;

т1:=точка(10,10);
т2:=отложить(т1,0,а); { отложить по горизонтали а }


т3:=отложить(т2,-90,б); { отложить по горизонтали б }

т4:=отложить(т1,-90,б); { отложить по горизонтали ц }

т5:=отложить(т4,[т4:т3].ф1,[т4:т3].л*2/3); { отложить из точки т4 в направлении отрезка т4-т3 расстояние 2/3 длины этого отрезка}

т6:=отложить(т1,[т1:т2].ф1,[т1:т2].л*3/4); { отложить из точки т1 в направлении отрезка т1-т2 расстояние 3/4 длины этого отрезка}

записать(имя=лек1,
контур=(т1,т2,т3,т4),
внтр=((т5,т6)), { добавили отрезок во внутрение линии лекала }


цвет=14);

САПР ЛЕКО ориентирован больше на швейную отрасль легкой промышленности, примеров использования этой системы в кожевенном производстве нет. Язык описания объектов, используемый в данной САПР, его методология, принципы и алгоритмы, могут быть использованы при разработке языка проектирования для кожгалантерейной промышленности.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ



Несомненно, что очень сложно разработать САПР, которая бы отвечала сразу всем требованиям хотя бы одной подотрасли промышленности, не говоря уже обо всей отрасли. Поэтому нужно разрабатывать комплексы, состоящие из отдельных САПР, желательно узконаправленных, но, работающих в единой системе. На современном предприятии автоматизация должна быть максимальная, рациональная и носить системный характер.

Анализируя процесс построения кожгалантерейных изделий, в частности перчаток, можно убедиться в том, что имеются определённые зависимости в конструкции перчаток от размеров и параметров кисти, закономерность от обхвата кисти, использование неких математических зависимостей и т.д. Это позволяет спроектировать или описать внешний контур и отдельно его детали, основываясь на этих параметрах и закономерностях. То есть можно применить язык описания с учетом специфики этой подотрасли. Сразу же видны основные выгоды:

1) автоматическая градация. Изменив исходные обхваты, входные параметры, строится конструкция на другой размер;

2) изменение неких математических зависимостей позволит проектировать изделия на определенные группы людей;

3) экономится время и материальные средства на разработку или корректировку изделия;

4) уменьшается вероятность ошибки при проектировании, поскольку можно смоделировать результат работы.

И это только первостепенные выгоды, которые ведут к снижению затрат на производство, а самое главное - повышению качества производимых работ, и, следовательно и качества готовой продукции.

Но для разработки САПР, использующей язык описания объектов и технологических процессов, нужно исследовать и проанализировать весь производственный цикл, максимально учесть специфику работы, знания, опыт и требования конструктора и технолога кожгалантерейных изделий, проанализировать уже имеющиеся разработки в других отраслях промышленности. Разработанный язык должен быть интуитивно понятен и максимально приближен к профессиональным терминам и положениям.




Скачать 313,55 Kb.
оставить комментарий
Дата17.10.2011
Размер313,55 Kb.
ТипОтчет, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх