Gavril MUSC PTAC 2014 1

1. INTRODUCERE Prelucrarea automat a informaiilor modific activitile de realiyare a produselor, ncepnd cu etapa de concepie, continund cu prelucrarea i controlul final. Calculatorul se utilizeaz pentru a executa lucrri obositoare, repetitive sau prea complexe pentru a le putea rezolva manual. Cunoscnd viteza de calcul i posibilitile oferite de calculator, apar noi direcii de abordare i optimizare ale proceselor de concepie i execuie a produselor. Rezolvarea problemelor sistemelor tehnologice de prelucrare mecanic impune stabilirea domeniilor de estimare, precizarea limitelor i interaciunilor elementelor studiate cu mediul exterior, toate acestea fiind subordonate unuia sau mai multor criterii de optimizare a parametrilor ce caracterizeaz sistemul studiat. Referindu-ne la sistemul de fabricaie a produselor prin procedee de prelucrare mecanic, este de mare interes s detaliem studierea procesului de pregtire a fabricaiei, a subproceselor de prelucrare i a interaciunilor dintre acestea. Calitatea unei piese se poate aprecia i dup calitatea procesului de fabricaie. Elaborarea proceselor tehnologice fr utilizarea calculatoarelor nu permite, n cele mai frecvente situaii, aplicarea metodelor de optimizare i, n consecin, nici calitatea pieselor prelucrate nu va fi deosebit. ntruct tehnologul este presat de termene de proiectare limitative nu poate avea n vedere dect una sau cel mult dou variante de proces tehnologic. n aceast situaie, nu se poate vorbi despre adoptarea unei variante cu adevrat optime de proces tehnologic. De asemenea, trebuie subliniat faptul c noiunea de proces tehnologic optim este n direct conexiune cu restriciile impuse de condiiile de desfurare a procesului de producie. Cu ct aceste restricii sunt mai precis formulate, cu att este mai mic numrul variantelor de proces tehnologic care pot fi considerate ca puncte de plecare pentru alegerea variantei optime. Proiectarea asistat de calculator este un domeniu care necesit att cunotine din domeniul construciilor de maini, ct i din domeniul programrii i utilizrii calculatoarelor. n industria constructoare de maini, procesul de proiectare cuprinde:

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 2

proiectarea constructiv, care nglobeaz procedurile de proiectare a formei, de dimensionare i verificare, n vederea obinerii cerinelor specificate n tema de proiect i,

proiectarea tehnologic, care cumuleaz procedurile de stabilire a tehnologiilor de execuie i a documentaiei aferente.

Folosirea calculatorului n activitatea de proiectare presupune obinerea modelelor funcional-tehnologice, prin utilizarea unor programe de calcul, stabilite pe baza unor modele informatice elaborate de specialitii n domeniu. Aa cum prin proiectarea asistat a aspectelor constructive se urmrete obinerea modelelor constructiv-funcionale, prin proiectarea asistat a tehnologiei se urmrete generarea asistat a tehnologiei i editarea documentaiei tehnologice. n general, un program sau un pachet de programe specifice proiectrii asistate trebuie s asigure: verificarea datelor introduse de utilizator; calculul parametrilor geometrici i dimensionarea; transformarea reprezentrii proiectului, fie prin generarea

documentaiei aferente, fie prin realizarea interfeelor cu sistemele software de proiectare a tehnologiei sau cu sistemele de fabricaie asistat. 1.1. Analiza proceselor de proiectare i fabricaie

asistate Originile concepiei asistate de calculator (CAO1 / CAD2) fac obiectul a numeroase publicaii. Apariia acestei sintagme, tehnic posibile, ncepnd cu anii 60, a nceput s marcheze activitatea ntreprinderilor industriale la nceputul deceniului 70. Generalizarea acestor tehnici, n majoritatea fazelor proceselor industriale, au confirmat rolul informaiei ca factor cheie a competitivitii ntreprinderilor. Dup 1980, conceptul CAO/CAD s-a extins la CFAO (CAD/CAM) care desemneaz procesul integrat de concepie i fabricaie asistat de calculator. Acest nou concept, mai general, se ntlnete i sub numele de inginerie asistat de calculator (IAC). Despre acest concept se poate vorbi mai ales n domeniile de vrf ce aparin aeronauticii, industriei automobilului sau electronicii. Se poate aprecia c generalizarea conceptelor amintite la majoritatea ntreprinderilor

1CAO =Conception Assiste par Ordinateur, 2CAD =Computer Aided Design;

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 3 i meseriilor este nc riscant, mai ales din cauza costurilor investiiilor pentru aplicarea mijloacelor concepiei i fabricaiei asistate i a impactului aplicrii acestor noi mijloace de producie asupra relaiilor dintre compartimentele ntreprinderilor. Tehnicile de concepie i fabricaie asistat de calculator au o evoluie extrem de rapid, fapt pentru care prezentarea realizrilor n domeniu va trata numai aplicaii deja stabile, pentru care s-au nregistrat rezultate semnificative i o experien considerabil. Domeniile de aplicare a proiectrii i fabricaiei asistate de calculator sunt foarte diverse i cuprind practic toate domeniile activitii productive, de la domeniul electronicii, al mecanicii, industriei de recondiionare, arhitectur, mobilier, mbrcminte i altele. ntreprinderile care au aplicat concepia i fabricaia asistate de calculator, n perioada 1970-1975, au ncercat s rezolve probleme foarte dificile, imposibil de tratat fr ajutorul calculatorului. Din cauza costului ridicat al tehnicii de calcul i al programelor aferente, concepia i fabricaia asistate de calculator s-a dovedit un domeniu privilegiat al marilor ntreprinderi industriale care i-au permis susinerea unor echipe de realizatori de sisteme concepia i fabricaia asistate de calculator. n perioada anilor 1970, marea majoritate a sistemelor de concepie i fabricaie asistate de calculator sunt rezultatul comenzilor marilor firme industriale. Programul CADAM a fost realizat de IBM la comanda firmei Lockheed. Echipele de concepie de la Renault au realizat sistemele de programe UNISURF. Sistemul de programe CATIA, folosit pentru proiectarea constructiv-tehnologic a pieselor, a fost elaborat de o echip de la firma Dassault3 i difuzat de companiile Dassault Systemes i IBM. O proporie important a sistemelor de proiectare asistat a fost conceput de laboratoarele de cercetare (cazul sistemului EUCLID realizat n Frana). Scurta prezentare a celor mai cunoscute sisteme de proiectare asistat, este incomplet fr o succint prezentare a pieei produselor specifice concepiei i fabricaiei asistate de calculator. Estimarea cifrelor de afaceri n domeniu este dificil, dar exist informaii conform crora evoluia cifrei de afaceri a fost de la 1 miliard de franci francezi n 1982, la 7 miliarde n 1985, atingnd 50 miliarde n 1990. n paralel, cifrele provenite din diferite anchete arat c numrul posturilor de lucru pentru concepia asistat de calculator a progresat de la 5000 n 1980, la 7000 n 1981, la 12000 n 1982, atingnd 40000 n 1985. Alte statistici arat interesul mereu crescnd pentru sisteme mici de proiectare asistat (sub 700.000 franci

3Firm francez productoare de avioane militare.

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 4

francezi). n totalul cifrei de afaceri, aceste sisteme au reprezentat 12% n 1981 i 25% n 1985. n ceea ce privete domeniile de aplicabilitate, se remarc faptul c domeniul mecanic ocup cel mai important loc n cadrul cifrei de afaceri (40% n 1981, 50% n 1985, depind domeniul electronicii (30% n 1981 i 20% n 1985), sau al arhitecturii i industriei construciilor (22% n 1980, 19% n 1985). n domeniul prelucrrilor mecanice, cele mai semnificative rezultate sunt semnalate n perioada 1980-1990, pentru prelucrri cu ndeprtarea materialului. Se depun eforturi pentru realizarea unor biblioteci de subprograme parametrizate, corespunznd operaiilor frecvent folosite (numite i "macrouri" de prelucrare), ncorporate ntr-o strategie orientat spre minimizarea timpului de lucru; n acest mod, un program de prelucrare pentru o pies dat reprezint o nlnuire de astfel de subprograme, reducndu-se riscul de apariie a erorilor i timpul de programare; Apariia pe piaa aplicaiilor software a programelor specifice fabricaiei asistate de calculator, care permit optimizarea condiiilor de achiere. Pentru o calitate dat a prelucrrii, aceste aplicaii iau n considerare toate caracteristicile materialului, sculelor i mainilor-unelte. Punerea n lucru a acestor mijloace informatice necesit un efort considerabil ntruct dac caracteristicile materialelor sunt disponibile, nu acelai lucru se poate spune despre caracteristicile sculelor sau mainilor-unelte. Parametrii necesari sunt cel mai adesea neoptimizai sau nu se regsesc n cataloage. n astfel de situaii sunt necesare ncercri n condiiile specifice locului de munc pentru completarea corect a bazelor de date specifice sistemelor de concepie i fabricaie asistat de calculator a diverselor etape de proiectare asistat de calculator. Se poate aminti i faptul c diveri productori de produse hard i soft specifice domeniului coopereaz cu utilizatorii i dezvolt noi instrumente innd cont de experiena ctigat n utilizarea produselor deja realizate. Aa cum s-a menionat anterior, punerea n lucru a modulelor de optimizare necesit investiii semnificative pentru elaborarea i ntreinerea bazelor de date cu specific tehnologic. n plus sunt necesare eforturi pentru formarea personalului ce va utiliza aceste noi instrumente. Cu toate c nu se poate afirma c exist un mare numr de utilizatori ai modulelor de optimizare a proceselor de prelucrare, se menioneaz cteva avantaje ale acestei tehnici:

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 5

eliminarea incidentelor precum distrugerea sculelor sau apariia strii de suprafa inacceptabile;

reducerea timpului de prelucrare cu cel puin 20%; o mai bun conservare a caracteristicilor de precizie i calitate a

mainilor (jocuri, precizie de poziionare etc.). Preocupri pentru aplicarea concepiei i fabricaiei asistate de calculator au existat i exist i n Romnia. Se pot meniona realizrile Institutului de cercetare tiinific i Inginerie tehnologic pentru Construcii de Maini (ICTCM) care a dezvoltat sistemele de programare LIPFOG i LIPCON. Un grup de cercettori din Braov au dezvoltat sistemul de programe SIDERAL, utilizat pentru proiectarea proceselor tehnologice n construcia de maini. Dup 1977, un grup de lucru de la Institutul Politehnic Timioara a creat i difuzat sistemul SIGET, care a cunoscut o rspndire apreciabil n perioada 1980-1990. La Universitatea Tehnic Iai au existat preocupri pentru realizarea sistemelor de concepie i fabricaie asistat de calculator pentru maini-unelte automate i cu comand numeric, pentru concepia sculelor de danturat i reglarea mainilor de danturat, pentru optimizarea parametrilor regimului de achiere i a normelor de timp. S-au obinut rezultate notabile prin simularea numeric a proceselor de danturare cu scule cu profil modificat i a procesului de finisare prin deformare plastic superficial a pieselor metalice.

2. CONCEPTUL DE PROIECTARE ASISTAT DE CALCULATOR

Rezultatul activitii de proiectare nu exist n mod real, avnd doar o prezen virtual, sub forma unui model. Descrierea convenional a modelului proiect este cuprins n documentaia de realizare a produsului. Realizarea modelului final, sub forma documentaiei de proiectare constructiv, a documentaiei tehnologice i de exploatare impune parcurgerea unor etape bine definite, caracterizate de reprezentri proprii ale modelului curent i de legturile cu procesele conexe fluxului informaional ataat procesului de prelucrare. Analiza detaliat a transformrii modelului produsului de la stadiul cerinelor exprimate prin tema de proiect, pn la

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 6

forma ce permite transformarea efectiv a materiei prime n produs, permite identificarea etapelor care se preteaz proiectrii asistate i stabilirea fluxului informaional ce-l caracterizeaz. Structura principial a unui proces de dezvoltare a unui produs este prezentat n fig. 2.1. Stadiul iniial este caracterizat de cerinele exprimate n tema de proiectare, cerine care rezult din studiul pieei. Pe baza acestora, compartimentul de proiectare realizeaz specificaiile etapei de anteproiect, proiectul de execuie, proiectul constructiv i proiectul tehnologic.

Pe baza modelului obinut n faza de proiectare, se trece la realizarea practic a proiectului. Dup execuie i control, urmeaz ncercarea i testarea caracteristicilor produsului. Economicitatea procesului de producie depinde direct de cheltuielile solicitate de asistena n exploatare. Prezentul capitol analizeaz structura procesului de proiectare i n special a procesului de proiectare asistat de calculator (PAC) cu accente pe procesul de proiectare asistat de calculator a tehnologiei (PACT). 2.1. Analiza sistemic a procesului de proiectare Aa cum s-a menionat mai sus, activitatea de proiectare cuprinde ansamblul aciunilor umane ce vizeaz realizarea unui produs nou, avnd drept obiectiv transformarea unei teme n documentaia de realizare a produsului. Proiectul reprezint, din punct de vedere semantic, o lucrare tehnic ntocmit pe baza unei teme date, care cuprinde calcule tehnico-economice, desene, instruciuni necesare executrii, ntreinerii i exploatrii produsului. n literatura de specialitate se prezint diverse modele ale procesului de proiectare. Un asemenea model este prezentat n fig. 2.2. Procesul de

Fig. 2.1. Structura unui proces productiv

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 7

proiectare nu este izolat, fiind legat i de alte procese, cum sunt: 1. procesul de nivel superior care l creeaz n virtutea ndeplinirii unei

sarcini precise i cruia i raporteaz rezultatele;

2. procesul asociat mediului n care se desfoar ansamblul activitilor de proiectare i avnd de ndeplinit sarcini specifice, aa cum sunt: recepia cererilor privind crearea unor noi teme de proiectare; definirea unor metode de reprezentare a specificaiilor de proiectare i a rezultatelor, precum i metode de creare, conducere i finalizare a noilor teme de proiectare; conducerea i coordonarea propriu-zis a noilor teme de proiectare; gestionarea resurselor folosite n mod curent de diversele subprocese de proiectare gzduite de mediul considerat; rezolvarea conflictelor de acaparare a resurselor, urmrindu-se n acelai timp o optimizare a utilizrii acestora; conducerea achiziionrii, stocrii i reprezentrii cunotinelor.

Iniial, scopul i obiectivele proiectrii constituie preocuprile unui proces de decizie de nivel superior celui de proiectare. Acesta este nivelul care ntocmete tema de proiectare (sub forma unor specificaii), care reprezint sarcinile de proiectare pentru un (sub)proces de proiectare (de nivel imediat inferior). ntre activitile procesului de proiectare care se preteaz informatizrii, se pot enumera analiza, sinteza, evaluarea i transformarea reprezentrilor modelului obinut ntr-o anumit etap. Caracteristicile acestor activiti sunt prezentate n continuare. a) Sinteza determin obinerea unei soluii pe baza unui ansamblu de

cunotine, dobndite pe diverse ci (experiena trecut, documentare i studiu, autoinstruire etc.) i este reprezentat de o schem conceptual, care este un model al viitorului produs i conine aspecte structurale, funcionale, grafice etc.

b) Analiza asigur examinarea modelului dup o serie de criterii bine

Fig. 2.2. Modelul procesului de proiectare

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 8

determinate, stipulate n metodologia de proiectare, efectundu-se o serie de verificri de completitudine i consisten, materializate prin rezultate.

c) Evaluarea confrunt rezultatele obinute n faza de analiz, cu specificaiile iniiale, orice abatere reiternd ciclul sintez-analiz-evaluare, pn cnd acestea se nscriu n limite admisibile.

d) Periodic, rezultatele pariale, care sunt acceptabile din punctul de vedere al subprocesului de proiectare iniial, se prezint sub form de realizri, printr-o transformare special definit n activitatea de prezentare a rezultatelor, procesului de nivel superior. Acesta, din confruntarea cu cerinele iniiale, poate valida soluia sau modifica, detalia, clarifica specificaiile de proiectare, determinnd reluarea procesului de proiectare.

n activitatea de proiectare, tema iniial care include caracteristicile pe care trebuie s le ndeplineasc viitorul produs i motivaia unei astfel de solicitri, este transformat ntr-o documentaie care cuprinde printre altele:

structura detaliat a produsului; proprietile fiecrei componente; raporturile ntre componente; comportamentul estimat al produsului n mediul su de evoluie; resursele necesare realizrii produsului; resursele necesare funcionrii produsului; eficiena economic a funcionrii produsului.

Pe durata elaborrii unui proiect se pot identifica o serie de operaii, stri, fenomene prin care se efectueaz lucrri i se produc transformrile care confer un caracter de proces activitii de proiectare. Procesele sunt create i controlate pe parcursul existenei lor de ctre componente speciale: colecia de informaii accesibil procesului; succesiunea operaiei sau instruciunii de executat; ansamblul parametrilor de stare ai procesului; colecia de proceduri pentru tratarea evenimentelor previzibile, susceptibile de a ntrerupe desfurarea normal a procesului; structura informaional utilizat pentru salvarea strii curente a procesului n momentul apariiei unei ntreruperi i pentru restaurarea contextului general n momentul rezolvrii situaiei de ntrerupere. Implementarea tehnicii de calcul ntr-un sector de concepie presupune identificarea i cuantificarea posibilitilor de informatizare a principalelor activiti ale procesului de proiectare. Anumii autori consider c etapa de analiz se preteaz cel mai bine informatizrii, deoarece conine multe operaii de rutin. ntr-o msur

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 9

oarecare i activitatea de evaluare poate fi acoperit de o serie de produse informatice adecvate. n schimb activitatea de sintez, avnd un caracter prin excelen creator, este mai greu s fie asistat de calculator. Cu toate acestea, utilizarea unor elemente de inteligen artificial, a sistemelor expert i, n general, a sistemelor de tratare a cunotinelor, inclusiv a bazelor de cunotine, poate conduce, n perspectiv, la rezultate remarcabile i n unele operaii de sintez. Finalizarea acestei analize presupune definirea conceptului de proiectare asistat de calculator (PAC) n general, i a celui de proiectare asistat de calculator a tehnologiei (PACT), n special. Arhitectura general a unui sistem de proiec-tare asistat este reprezentat n fig. 2.3. Semnificativ este faptul c un sis-tem de proiectare asistat are ca element principal o baz de algoritmi speci-fici fie proiectrii constructive, fie proiectrii tehnologiei. Accesul la baza de algoritmi este posibil prin intermediul unui modul software, specializat n realizarea conexiunilor dintre baza de algoritmi i bazele de date, asigurnd accesul la informaia tehnic, pe durata elaborrii proiectului. n prezent, proiectarea asistat de calculator reprezint o cumulare a metodelor specifice informaticii i tiinelor tehnice ntr-un sistem complex, bazat pe utilizarea calculatorului, sistem caracterizat prin asocierea factorului de decizie uman cu puterea de calcul i facilitile oferite de calculatoarele actuale. Componentele specifice oricrui sistem de proiectare asistat de calculator (PAC) sunt: a) baza (bazele) de date; b) biblioteca (bibliotecile) de programe; c) subsistemul de comunicaii alctuit din:

(sub)sistemul de intrri/ieiri; (sub)sistemul de dialog; (sub)sistemul grafic.

a) Bazele de date

Fig. 2.3. Arhitectura unui sistem de

proiectare asistat PAC

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 10

Activitile de proiectare i n special acelea care sunt automatizate, fac apel la o serie de fonduri informaionale, care trebuie s fie gestionate n mod unitar, centralizat, chiar dac ele n sine i eventual i principalele funcii de control sunt distribuite ntr-o reea. O caracteristic a sistemelor de proiectare asistat este aceea c bazele de date reprezint nc o problem insuficient rezolvat. Problema bazelor de date pentru aplicaii PAC (PACT) este legat de dificultile sistematizrii informaiilor n baze de date generale sau tehnice. Majoritatea sistemelor PAC se mulumesc cu gestionarea datelor solicitate de modelele concepute, a informaiilor cuprinse n diferite cataloage sau normative, stabilind eventualele relaii i corelaii ntre aceste date i modelul proiectului ntr-o faz curent. n literatura de specialitate se arat c sistemele de gestiune a bazelor de date, destinate sistemelor de proiectare asistat de calculator nu au gradul de universalitate al acelora utilizate n aplicaiile economice, n primul rnd datorit particularitilor structurale ale schemei conceptuale de date, printre care se amintesc:

1) n aplicaiile de proiectare, varietatea tipurilor de entiti este foarte mare, n comparaie cu situaia din domeniul gestiunii economice;

2) n aplicaiile de proiectare varietatea tipurilor de relaii ntre entiti este important, ceea ce impune o structur interconectat din punct de vedere informatic;

3) structura datelor tehnice n general i a celor tehnologice n special are o mare instabilitate n timp, ceea ce presupune gsirea unor soluii care s reclame maximum de flexibilitate.

Aceste particulariti au drept explicaie faptul c produsul, care constituie obiectul proiectrii, nu exist nc, modelul su abstract concretizndu-se pas cu pas, n ciclul iterativ sitez-analiz-evaluare. n acelai timp, datorit unor criterii funcionale precise, exist o delimitare calitativ a fondurilor informaionale utilizate n aplicaiile de proiectare asistate de calculator. Datele de stare ale proiectului, reflect stadiul derulrii procesului de proiectare, strile intermediare, tranziiile efectuate i forma de prezentare a rezultatelor intermediare. Se consider c o baz de date (BD) este un ansamblu structurat de date nregistrate pe supori accesibili calculatorului, pentru a putea satisface simultan mai muli utilizatori, ntr-o manier selectiv i n timp optim. Programul care permite utilizatorului interaciunea cu o baz de date se numete Sistem de Gestiune a Bazelor de Date (SGBD). Funciile unui SGBD asigur memorizarea, manipularea i extragerea caracteristicilor i structurii modelului conceput sau aflat n curs de concepie. Exist diferene semnificative ntre SGBD

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 11

specifice PAC i cele folosite pentru gestionarea datelor cu caracter economic. Sistemele pentru gestiunea datelor economice sunt concepute pentru o structur stabil, reprezentnd un obiect real, existent, pe cnd SGBD folosite pentru PAC trebuie s gestioneze structuri de date dinamice, pentru c structura modelului proiectat se modific pe parcursul procesului de concepie. Primele baze de date dezvoltate n domeniul PAC s-au creat i folosit pentru rezolvarea problemelor de grafic asistat. Inexistena bazelor de date specifice PAC i n special a bazelor orientate PACT, constituie impedimentul principal n realizarea i integrarea sistemelor PAC-PACT n activitatea practic. Analiznd structura datelor utilizate n procesul de concepie i fabricaie asistat, se deosebesc urmtoarele baze de date: Bazele de date tehnice, cuprind ansamblul de date tehnice care

reflect cel mai exact posibilitile de concepie i fabricaie specifice ntreprinderii.

Baze de date Proiect (Model), conin reprezentarea proiectului pe parcursul etapelor de proiectare. Bazele de date proiect conin proiectele anterioare adic reprezentrile obiectelor deja concepute. Aceste reprezentri pot fi utile pentru consultare, modificare sau adaptare, n situaia n care se proiecteaz un produs plecnd de la unul deja conceput n ntreprindere.

Baze de date generale care cuprind totalitatea datelor tehnice nespecifice ntreprinderii, folosite n PAC (PACT).

Trebuie fcut o diferen clar ntre diferitele baze de date menionate anterior i bazele de cunotine. O astfel de baz cuprinde cunotine, i reprezint o extensie a bazelor de date tehnice. O cunotin este o informaie care acioneaz ca o regul, i care se utilizeaz la rezolvarea sau la demonstrarea unei probleme. Baza de cunotine cuprinde informaiile cele mai preioase ale ntreprinderii, incluznd totalitatea mijloacelor i metodelor dobndite n procesul de concepie i de producie. Una dintre caracteristicile actuale ale sistemelor de gestionare a bazelor de date folosite pentru PAC(PACT), este c au o gestiune a datelor proprie. Acest lucru creeaz dificulti n crearea bazelor de date generale i n integrarea sistemelor de proiectare asistat.

b) Biblioteca (bibliotecile) de programe Aceast component, reprezentat fizic de mai multe entiti distincte, memoreaz (n diverse stadii de agregare) elementele prezentate n cele ce urmeaz.

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 12

b1) Programele aplicative Inima sistemului de proiectare asistat este constituit de programele aplicative care rezolv o serie de probleme specifice proiectrii, implantnd algoritmi adecvai. La aceste programe se distinge, n general, o parte de monitor i o parte executorie sau funcional. Limbajele de programare sunt mijloace de comunicare ntre om i calculator sau altfel spus un limbaj de programare este un intermediar ntre realitatea problemelor de rezolvat i calculatorul folosit. Limbajele de programare se pot clasifica n limbaje de asamblare, a cror instruciuni reprezint coduri direct executabile i limbaje evoluate. Din categoria limbajelor evoluate de nivel nalt fac parte limbajele FORTRAN, BASIC, TURBO-PASCAL, C, C++ i limbajele specializate APT, SORI, ALMI (specializate n programarea mainilor-unelte cu comand numeric), limbajele sau sistemele grafice ACAD, ORCAD, PICAD, COREL-DRAW, HARWARD-GRAPHICS .a. n cazul limbajelor evoluate, programul surs este prelucrat de un compilator, care traduce instruciunile programului n instruciuni obiect. Programul obiect este ncrcat n memorie i apoi executat. b2) Programe de calcul destinate funciilor sistem, aa cum sunt: gestionarea bazelor de date, tratarea subsistemului de intrri/ieiri, funciile speciale subsistemului grafic etc. Modulele de calcul permit utilizatorului s aleag una din mai multe variante de calcul. Calculele specifice proceselor PAC(PACT) sunt extrem de diverse: calcule simple dar strict necesare procesului de proiectare (ex: calculul

unor distane, a unor arii sau perimetre, calculul unor coeficieni de utilizare a materialului, a greutii sau caracteristicilor unor seciuni etc.);

calcule necesare manipulrii informaiilor grafice (ex: transformri geometrice, calcule de intersecie a suprafeelor, algoritmi pentru eliminarea prilor ascunse);

calculul strii de eforturi i deformaii pentru piesele cu rol funcional deosebit, folosind algoritmi MEF, BEM;

calcule pentru simularea funcionrii sau fabricaiei unui produs. Se poate simula fie funcionarea produsului proiectat PAC, fie simularea unor prelucrri sau a unor trasee tehnologice n cazul PACT.

n domeniul procedurilor de calcul se menioneaz evoluia spectaculoas a metodelor numerice i a sistemelor de calcul. Folosirea acestor mijloace n domenii de vrf, ca aeronautica sau electronica, a permis simularea i optimizarea comportrii fizice a sistemelor. ntre metodele cele

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 13

mai spectaculoase folosite la optimizarea proiectrii prin simularea comportrii i prelucrrii trebuie s menionm metoda elementelor finite (MEF-FEM) i metoda elementelor de frontier (BEM).

c) Subsistemul de comunicaii Este o component important a dialogului om-main, indiferent de poziia omului n procesul de fabricaie. Dac omul se gsete n poziia de utilizator al produselor informatice ce caracterizeaz proiectarea asistat, el intr n contact direct cu subsistemele de intrare/ieire i de dialog. O caracteristic a acestor subsisteme este aceea c permite introducerea datelor iniiale. Sunt cunoscute dou categorii de date iniiale specifice proiectrii asistate a tehnologiilor:

date generale preluate din fiiere i baze de date; date specifice introduse de utilizator.

Introducerea informaiilor ce caracterizeaz o aplicaie concret este posibil fie prin utilizarea unui limbaj de comenzi specific programelor de proiectare asistat folosite, fie prin utilizarea dialogului ntr-un limbaj apropiat de cel natural folosind un sistem de introducere interactiv a datelor sub form de meniuri. 2.2. Soluii privind constituirea mediului PAC ntr-un model de proiectare asistat de calculator se pot evidenia ierarhizri att n ceea ce privete procesele de proiectare ca atare, ct i mediile n care aceste procese evolueaz. Pornind de la o asemenea ierarhizare, partea informatizat a procesului de proiectare poate fi privit ca un subproces care evolueaz ntr-un mediu specific oferit, pe diverse nivele de detaliere, de modalitatea de organizare a echipamentelor de prelucrare automat a datelor, de sistemele de operare i produsele informatice care efectueaz sarcinile specifice. Cele mai ntlnite soluii organizatorice ale proceselor PAC-PACT sunt prezentate n cele ce urmeaz. a) Prima variant organizatoric este reprezentat de abordarea

tradiional, i a constituit perioada de nceput a sistemelor PAC, perioad caracterizat prin utilizarea unui calculator central ce nu aparinea unitii de proiectare. Aceast soluie limiteaz caracterul interactiv al noiunii de proiectare asistat de calculator, dar se poate aplica ntr-o serie de cazuri cum ar fi:

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 14

unitatea de proiectare nu dispune de capacitate de calcul proprie, lucrrile de informatic rulnd n concuren cu alte produse informatice pe un calculator central (situat eventual la distan);

performanele cerute programelor sunt foarte mari, att n ceea ce privete volumul memoriei interne folosite i a memoriei externe necesare, ct i rapiditatea rspunsului, deci viteza de prelucrare a datelor trebuie s fie foarte mare.

b) A doua variant organizatoric, frecvent ntlnit n cazul grupelor sau atelierelor de proiectare asistat, presupune existena unei capaciti de calcul proprii de tipul unui mini-, microsistem, sau de un calculator profesional ori personal. La momentul actual, performanele acestor capaciti de calcul sunt remarcabile, ele fiind dotate cu sisteme de operare performante care dispun de faciliti ca multiprogramarea, multitaskingul, multiacces, interactivitatea, sincronizare ntre lucrri etc., capabile s ntruneasc cele mai severe exigene ale utilizatorilor.

Corespunztor acestor abordri, se definesc i soluiile practice de organizare a activitii de proiectare tehnologic asistat. Soluia prezentat n fig. 2.4 este cea mai convenabil din punctul de vedere a cerinelor unei echipe de proiectani. Soluia ilustrat poate rspunde i unor situaii speciale legate de depirea posibilitilor de hardware i software ale sistemului de calcul, cnd trebuie s se fac apel la un calculator cu putere de calcul superioar. Problemele complexe ale proceselor de producie pot impune distribuirea sistemelor de proiectare asistat de calculator n reele de calculatoare. Distribuirea se poate referi la:

programe sau o submulime a acestora; baza de date accesibil acestor programe.

Oricare ar fi soluia adoptat se preconizeaz ca utilizatorul s interacioneze cu sistemul de proiectare tehnologic asistat prin intermediul unor aa numite posturi de lucru, care pot include: o consol utilizator, de preferat de tip display;

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 15

un set de dispozitive de interaciune (tablet grafic, digitizor, creion luminos, "joy-stick", cutie cu bu-toane, chei funcio-nale, tastatur;

periferice pentru prezentarea rezulta-telor de tip impri-mante, plottere. Alegerea solui-ei constructive a unui sistem de proiectare asistat sub forma unui calculator central, a unei staii de lucru sau a unui microcalculator rezult i din disponibilitatea programului de proiectare asistat i de posibilitatea de achiziie sau nchiriere a softului necesar. Evoluiile recente privitoare la dotarea postului de lucru PAC (PACT) sunt marcate de urmtorii factori:

dezvoltarea de microprocesoare deosebit de performante, Intel-80486, Intel-PENTIUM, a procesoarelor RISC;

dezvoltarea unor circuite performante (memorii, interfee, adaptoare);

rspndirea unor sisteme de proiectare i conducere a proceselor de prelucrare, folosind calculatoare legate n reele, fiecare staie de lucru reprezentnd un element al sistemului PAC-PACT.

2.3. Implementarea sistemelor de proiectare tehnologic asistat

Un proces de fabricaie reprezint totalitatea activitilor umane ce interacioneaz cu fluxul de materiale i informaie n vederea obinerii unui produs. Informaia caracteristic unui proces tehnologic are dou componente. Prima component este integrat produsului sub forma

Fig. 2.4. ncadrarea procesului de proiectare asistat a

tehnologiei

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 16

informaiilor iniiale de proiectare, a cunotinelor i deprinderilor ntreprinderii. Cea de-a doua component se refer la informaiile de urmrire, conducere i decizie cu privire la procesul de pregtire i desfurare efectiv a procesului tehnologic. Influena materialelor asupra costurilor produsului este relativ constant, pe cnd calitatea informaiei ncorporate, fie n faza de concepie, fie n faza de pregtire i desfurare a procesului de prelucrare este de mare importan asupra calitii i timpului de fabricaie ale produsului. Rezult de aici importana deosebit ce trebuie acordat procesului de concepie i pregtire a procesului de fabricaie pentru un anume produs. Aceste procese sunt caracterizate de un flux informaional mult mai comod de tratat cu mijloacele informatice de astzi. Calitatea acestor informaii influeneaz semnificativ beneficiul obinut fie n cazul n care informaia este ncorporat n produs fie n cazul n care aceasta se regsete n calitatea procesului de pregtire i fabricaie efectiv. Un exemplu semnificativ arat importana acordat pe plan mondial acestui segment al procesului de fabricaie. Astfel, Israelul, cu tehnologiile sale de vrf n domeniul agricol, recunoscute i apreciate pe plan mondial, export anual produse agricole de numai 600 milioane de dolari, pe cnd producia tiinific depete 12 miliarde de dolari. Importana problematicii rezult n mod evident din politica de finanare a activitii de cercetare i producie tiinific. Dac n ara noastr se aloc pentru tiin aproximativ 10 dolari SUA pe cap de locuitor, pe plan mondial sumele alocate sunt: n Ungaria 50, n Finlanda 309 i 511 n Germania. Fr a intra n detalii, se apreciaz c una din prioritile momentului este reconsiderarea proceselor de fabricaie, prin utilizarea procedurilor asistate. innd cont de actuala perioad de tranziie, de posibilitile financiare alocate dotrii cu mijloace de fabricaie, se apreciaz c este momentul elaborrii unor strategii pentru informatizarea proceselor de pregtire i fabricare a produselor. n aceast ordine de idei se apreciaz ca foarte util cunoaterea strategiei adoptate pe plan mondial. n general, sunt cunoscute avantajele de ordin tehnic ce rezult din utilizarea concepiei i fabricaiei asistate de calculator. rile cu tradiie industrial au nregistrat salturi spectaculoase n ceea ce privete calitatea produselor, productivitatea exprimat prin reducerea timpilor de concepie i fabricaie precum i n mbuntirea procesului de decizie managerial la nivelul concepiei, fabricaiei i comercializrii. Avantajele concepiei i fabricaiei asistate se obin dup aplicarea unei strategii de implementare. n rile avansate a existat o anume experien la marile ntreprinderi care au declanat i susinut efortul pentru informatizarea activitilor de concepie i fabricaie. n condiiile perioadei actuale, specifice rii noastre, trebuie

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 17

acordat o mare importan elaborrii strategiei de implementare a acestor tehnologii att n sectorul productiv ct i n procesul de pregtire al specialitilor ce-i vor desfura activitatea n acest domeniu. Un sondaj realizat n Frana a artat c exist unele dificulti n ceea ce privete introducerea tehnicilor de concepie i fabricaie asistat. Dac 98% dintre aceste ntreprinderi i planificaser introducerea concepiei i fabricaiei asistate, dificultile semnalate au fost:

cunoaterea insuficient a domeniului 63%; volumul mare al investiiilor 56%; riscuri mari n recuperarea investiiilor 43%; greuti la adaptarea la programul firmei 31%; tehnic prea nou 30%; necesitatea reorganizrii unor sectoare 11%. n acest context sunt relevate trei obstacole importante, i anume

costurile, competena i lipsa de informaie n domeniu. Aplicarea unor proceduri asistate n concepia asistat trebuie corelat n mod necesar i cu dotarea corespunztoare la nivelul fabricaiei asistate. Dac problema achiziionrii mijloacelor de calcul este relativ simpl, achiziionarea softului i mainilor integrate n sisteme automate de fabricaie asistat de calculator este mai dificil. Adoptarea unei anumite strategii de investiii presupune i studii de previziune n ceea ce privete dezvoltarea soft i hard a echipamentelor utilizate n concepia i fabricaia asistat. O alt problem la nivelul firmei este aceea a competenelor n domeniu, acest aspect fiind legat de dificultatea constituirii unei echipe pentru implementarea sistemului de concepie i fabricaie i de stabilirea responsabilitilor i defalcarea sarcinilor la acest nivel. Lipsa de informaie n domeniu este resimit mai ales n ceea ce privete dificultile la nivelul introducerii procedeelor de concepie i fabricaie asistat. Literatura de specialitate prezint aspectele tehnice, rezultatele avantajoase obinute i mai puin dificultile ntreprinderilor care doresc s implementeze concepia i fabricaia asistat. Aceast stare de fapt, ca i evoluia extrem de dinamic a pieei de echipamente de calcul i a sistemelor software, poate conduce la aprecieri eronate n ceea ce privete estimarea rezultatelor i a perioadei de timp necesare introducerii acestor metodologii la nivelul firmei. De asemenea, este dificil de realizat conexiunea sistemelor existente pe pia la cerinele i necesitile unei ntreprinderi.

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 18

Analiza activitii unei ntreprinderi i decizia de folosire a sistemelor asistate de concepie i eventual fabricaie, presupune rezolvarea a dou categorii de probleme. Prima problem se refer la achiziionarea sistemelor soft i hard. Dac performanele echipamentelor de calcul sunt apreciabile, rezolvarea unor probleme de concepie i tehnologie este posibil pe calculatoare personale. Stabilirea fluxului informatic pentru o ntreprindere poate furniza informaii asupra capacitilor de memorie i asupra distribuiei mijloacelor de calcul. A doua problem const n alegerea unui sistem software. Prima dificultate const n aprecierea celui mai util soft pentru ntreprindere. Este dificil de precizat i de realizat adaptrile unui soft la nivelul cerinelor utilizatorului. Cel mai util sistem soft este cel care nglobeaz cunotinele i bazele de date specifice firmei. Problemele personalului, la rndul lor au mare importan. Pe lng procesul de formare, adaptare i racolare de noi specialiti, este posibil o tendin de respingere la nivelul personalului, a tehnologiilor asistate, respingere ce provine din teama de reducere a locurilor de munc. Aceste probleme pot fi depite prin informarea personalului cu privire la introducerea sistemelor asistate. La introducerea unor sisteme asistate de calculator este necesar o perioad de civa ani n care funcioneaz concomitent sistemul tradiional i cel recent introdus. Aceasta impune o cretere a forei de munc i orientarea spre tineri cu reale caliti n acest domeniu. De asemenea, experiena rilor industrializate a artat c avantajele obinute dup implementarea unui sistem de concepie i fabricaie asistat sunt benefice pentru perspectiva firmei. Integrarea n ntreprindere a procedeelor de proiectare constructiv-tehnologic asistate presupune o decizie strategic deosebit de important. Aceast decizie este deosebit de important ntruct trebuie s se stabileasc scopul i utilitatea unui astfel de sistem, precum i impactul acestuia asupra factorului social. ntre principalele sarcini ale etapei de analiz se ncadreaz precizarea scopului urmrit la implementarea concepiei sau fabricaiei asistate. Este necesar a se da un rspuns care s stabileasc dac se urmrete extinderea capacitii de producie, mbuntirea calitii produselor fabricate sau reducerea perioadelor de pregtire i fabricaie. Etapa de analiz trebuie s precizeze i modul de folosire a instrumentelor informatice, precizndu-se dac se dorete mbuntirea performanelor de desen, formalizarea informaiei tehnice la nivelul firmei, elaborarea de anteproiecte sau chiar la elaborarea planurilor de operaii sau a fielor tehnologice folosite n producie.

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 19

Din cele prezentate pn n acest moment, rezult c decizia de introducere la nivelul unei ntreprinderi a concepiei constructiv-tehnologice este o problem de strategie care s permit identificarea obiectivelor i sarcinilor la nivelul planurilor de dezvoltare pe nivel mediu i lung. ntrebrile la care trebuie s se gseasc rspuns sunt urmtoarele:

care sunt aspectele tehnice de rezolvat ? care sunt investiiile necesare la nivel soft i hard ? cum se stabilesc responsabilitile utilizrii unui astfel de sistem ? care sunt prioritile n introducere i utilizare ? cum se rezolv problemele economice ?

Pentru evitarea unor erori n aprecierea rspunsurilor trebuie acordat o mare atenie urmtoarelor consideraii: a) Mijloacele soft i hard folosite pentru proiectarea asistat constructiv-

tehnologic reprezint un instrument. Majoritatea prognozelor arat c aceste mijloace vor ocupa un loc preponderent n uzinele viitorului. ntruct aceste mijloace trebuie utilizate la un anume loc de munc, responsabilitatea introducerii i utilizrii trebuie ncredinat utilizatorilor. Se va evita ca anumite responsabiliti n ceea ce privete analiza, dezvoltarea i utilizarea acestor mijloace s fie ncredinate structurilor informatice de gestiune, existente la nivelul ntreprinderilor. ntruct problemele ce apar sunt de cu totul o alt factur, maniera de tratare fiind complet diferit, experiena ctigat n munca de gestiune a informaiilor economice poate ngreuna procesul de adaptare i introducere la nivelul firmei a unui sistem de concepie asistat. Pentru rezolvarea problemelor specifice este recomandabil s se utilizeze experi din exteriorul firmei sau s se fac apel la specialiti n domeniul de concepie-producie, cu specializare corespunztoare n informatic.

b) Introducerea unui sistem de concepie constructiv-tehnologic la nivelul ntreprinderii va avea o mare influen asupra ntregii activiti a acesteia. Adoptarea unei astfel de decizii va influena ntreg personalul i, de aceea trebuie s existe prognoze ale activitilor ntreprinderii pe termen scurt, mediu i lung. Alegerea etapelor pe termen scurt trebuie s conduc la succese, n vederea atragerii unui numr ct mai mare de specialiti ai firmei la implementarea, adaptarea i perfecionarea sistemului. Aceste decizii trebuie s prevad, pe ct posibil i evoluia mijloacelor informatice.

c) Introducerea unui sistem de proiectare constructiv-tehnologic dureaz o perioad de civa ani, iar rezultatele nu sunt imediate. Modificarea

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 20

productivitii la introducerea unui sistem informatic de concepie i fabricaie asistat este prezentat n fig. 2.5 [38]. Adaptarea la necesitile firmei i formarea de personal specializat necesit o perioad de minim 5 luni n care productivitatea are tendin de scdere.

Rezult c este imperios necesar formarea unei echipe pluri-disciplinare, compus din:

utilizatori, proiectani, tehnologi, normatori din ntreprindere; specialiti n domeniul concepiei i eventual al fabricaiei

asistate; specialiti responsabili cu partea financiar.

Utilizatorii trebuie s precizeze elementele imediate i de perspectiv ce trebuie avute n vedere la integrarea sistemului de proiectare asistat

constructiv-tehnologic i este de preferat ca eful echipei pluri-disciplinare s fie dintre utilizatorii produsului, pentru a realiza o bun adaptare la nivelul necesitilor firmei. Se recomand ca specialistul sau specialitii n domeniul proiectrii constructiv-tehnologice s fie din afara firmei. Sarcina primordial a acestuia trebuie s fie aceea de a elimina alegerile defectuoase, ce urmresc rezolvarea problemelor imediate dar fr perspectiv din punctul de vedere al folosirii sistemelor asistate. Alegerea personalului utilizator trebuie fcut dup entuziasmul cu care abordeaz problema, dup cunotinele tehnice i cunoaterea

Fig. 2.5. Variaia productivitii n funcie de experiena de utilizare a

unui sistem de concepie i fabricaie asistat

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 21

procesului de concepie i fabricaie specific firmei. Alegerea dup vrst nu reprezint un criteriu eficient ntruct lipsa de experien n ntreprindere favorizeaz decizii greu de implementat i greu de acceptat. Aceast echip trebuie s aib susinerea conducerii firmei. Acest lucru este necesar pentru c introducerea unui sistem de proiectare constructiv-tehnologic afecteaz o bun parte a personalului, spre deosebire de informatica economic n cazul creia impactul social este mai redus. Din experiena introducerii unor sisteme de concepie i fabricaie asistat s-a constatat c exist posibilitatea ca anumite persoane s-i vad diminuat sfera de influen i chiar poziia la nivelul firmei. Reuita integrrii calculatorului n domeniul concepiei este asigurat numai prin combaterea ferm a acestor tendine. Dac se pune problema introducerii unui sistem asistat trebuie s se aib n vedere faptul c fiecare ntreprindere reprezint un caz particular. Alegerea unui anumit sistem, fr a ine seama de specificitatea produselor concepute i fabricate de firm reprezint o eroare. Ca element primordial, echipa pluridisciplinar trebuie s acioneze de la premisa c un sistem de proiectare constructiv-tehnologic sau de fabricaie asistat, nu depinde de mrimea ntreprinderii, ci numai de complexitatea procesului de proiectare i execuie specific acesteia. n aceast ordine de idei trebuie precizat c nu exist sisteme de concepie sau fabricaie asistat pentru "bogai" i sisteme pentru "sraci" pentru c o mare ntreprindere care fabric produse simple poate s aib nevoie de un sistem simplu iar o ntreprindere mic, din cauza diversitii produselor, s aib nevoie de un sistem deosebit de performant. Etapele introducerii unui sistem de proiectare asistat sunt:

1) Studiul oportunitii introducerii unui astfel de sistem, care s precead studiul detaliat care s justifice strategia de dezvoltare.

2) Studiul detaliat, avnd drept scop: definirea obiectivelor de ndeplinit; stabilirea metodologiei i etapelor de abordare; stabilirea echipelor de lucru i a responsabilitilor.

3) Studiul procesului de proiectare constructiv sau tehnologic la nivelul ntreprinderii. Evidenierea deficienelor i stabilirea posibilitilor de corijare a acestora.

4) Analiza sistemului de proiectare asistat ideal pentru necesitile ntreprinderii. n acest context trebuie analizate restriciile induse de mediul concret de producie, stabilindu-se investiiile necesare,

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 22

reorganizrile, formarea i racolarea de personal. Aceast etap trebuie definitivat prin elaborarea unui caiet de sarcini.

5) Stabilirea ofertei de dezvoltare, cutarea pe pia a sistemului de concepie sau fabricaie asistat, identificarea elementelor perfectibile i adaptrile necesare pentru introducerea n ntreprindere. Trebuie s se prevad i posibilitatea dezvoltrii unui sistem propriu, bazat pe modelarea informaiilor dobndite n procesul de fabricaie i care s corespund fluxului informaional existent la nivelului ntreprinderii.

6) Achiziionarea sau dezvoltarea unui sistem asistat, testarea i pregtirea pentru introducerea lui n activitatea ntreprinderii.

7) Utilizarea n procesul de fabricaie specific ntreprinderii.

Indiferent de decizia adoptat n ceea ce privete achiziionarea sau dezvoltarea unui sistem propriu de concepie asistat, echipa de studiu trebuie s realizeze un studiu complet asupra ntregului proces de fabricaie specific ntreprinderii. Acest studiu trebuie s nceap cu etapa de proiectare constructiv-tehnologic i s se ncheie cu analiza activitilor post-livrare a produselor. Se va acorda o mare atenie fluxului informaiei pe toat durata fabricaiei, reliefndu-se i mecanismele pentru corectarea i stocarea informaiei tehnice. Studiul, i pe baza acestuia elaborarea bazelor de date reprezint cheia succesului unui sistem de concepie, gestiune i fabricaie asistat. Trebuie luat n considerare faptul c majoritatea ntreprinderilor posed colecii de date, ce cuprind informaii avnd caracter economic i/sau tehnic. Progresele din ultimii ani, n domeniul construciei calculatoarelor i n industria de soft determin o problem important cum este adaptarea i recuperarea informaiilor existente, prelucrate pe calculatoare mai vechi sau cu un soft neactualizat. Obiectivele analizei bazelor de date sunt:

organizarea bazelor de date; definirea posibilitilor de modelare a datelor, n special a celor

cu caracter tehnic; asigurarea securitii, coerenei i confidenialitii datelor.

Definirea nesatisfctoare a structurii bazelor de date poate avea consecine importante asupra eficienei sistemului de proiectare i fabricaie asistat. Una dintre manifestrile cele mai frecvente este aceea a reconfigurrii bazelor de date la o perioad de aproximativ 2-3 ani. Cu toate dificultile ce pot s apar la integrarea unui sistem de proiectare constructiv sau tehnologic ntr-o ntreprindere, se apreciaz c

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 23

aceasta este singura cale care va permite creterea performanelor n obinerea calitii i productivitii n activitatea industrial.

3. Obiectivele cursului Cursul i propune s furnizeze specialistului n domeniul concepiei i fabricaiei mecanice, instrumentele necesare unei adaptri rapide la cerinele activitii productive actuale, instrumente care s-i permit folosirea calculatoarelor n activitatea de proiectare constructiv i tehnologic. Cerinele actuale ale industriei romneti sunt direcionate spre o mai mare adaptabilitate i flexibilitate pentru a putea rspunde eficient cerinelor economiei de pia. Concurena n domeniile activitilor productive impune ca element obligatoriu creterea nivelului calitativ al produselor, combinat cu reducerea timpilor i cheltuielilor aferente pregtirii fabricaiei. Realizarea acestor cerine nu este posibil fr aportul mijloacelor informatice. Din analiza evoluiei istorice a informatizrii proceselor de producie se observ c sistemele existente sunt specifice marii industrii, ntruct numai aceti productori au putut suporta cheltuielile foarte mari pentru concepia i fabricaia asistat de calculator. Au rezultat sisteme performante de concepie constructiv-tehnologic caracterizate prin preuri apreciabile. ntruct programele specializate pentru concepia constructiv tehnologic sunt scumpe i uneori dificil de adaptat cerinelor ntreprinderilor productive, inginerul trebuie s-i dezvolte algoritmii proprii precum i programele aferente. Sarcina tehnologului este cu att mai dificil, cu ct trebuie s se adapteze mai eficient la cerinele momentului. Dac n domeniul proiectrii constructiv-funcionale exist un volum relativ mare de informaie i de mijloace software, n domeniul tehnologiilor de prelucrare informaiile sunt protejate. Tehnologul trebuie s se adapteze sistemelor de concepie asistat, s-i realizeze propriile instrumente pentru a atinge nivelul competitivitii actuale. Dat fiind faptul c preocuprile mondiale n domeniul concepiei i fabricaiei asistate sunt prezentate ca nite componente ale unui acelai sistem (conceptele CFAO-CAD/CAM), sarcina autorilor este cu att mai dificil. Bazndu-se pe experiena dobndit la elaborarea unor algoritmi i a unor sisteme de programe n proiectarea asistat de calculator a tehnologiilor de prelucrare mecanic, autorii apreciaz ca foarte necesare elementele prezentate n aceast lucrare.

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 24

Nu este posibil obinerea rezultatelor scontate prin folosirea tehnicii de calcul i a programelor aferente fr analiza complet i corect a componentelor sistemului de concepie i fabricaie. Aceast analiz permite definirea corect a problemelor i subproblemelor specifice proiectrii asistate n domeniul tehnologiilor de prelucrare. Folosind analiza sistemic a procesului de concepie i fabricaie a produselor specifice construciei de maini, tehnologul poate preciza domeniile de abordare, cerinele i restriciile impuse de natura procesului sau de mediul exterior, stabilind criteriile de optimizare ce trebuie ndeplinite. Dup stabilirea structurii sistemice a procesului abordat este necesar stabilirea delimitrilor (frontierelor) subsistemului studiat, a criteriului (criteriilor) de optimizare i a restriciilor impuse de mediul exterior. Rezolvarea acestor probleme impune redefinirea conceptului de model. ntruct disciplinele studiate prezint o mare diversitate de modele matematice specifice proceselor mecanice trebuie acordat o atenie special transformrii modelelor matematice n modele numerice i informatice. De cele mai multe ori, tehnologul trebuie s rezolve probleme despre care are prea puine informaii. Proiectarea tehnologiilor de prelucrare pentru materiale noi sau aplicarea unor procedee de prelucrare pentru care nu se cunosc parametrii tehnologici trebuie precedate de cercetri amnunite. Sunt cunoscute posibilitile oferite de cercetarea statistic a proceselor de prelucrare i n acest context trebuie acordat o mare atenie posibilitilor de modelare statistic. Se acord o mare atenie programrii experimentului, testelor statistice i posibilitilor de validare i apoi de optimizare a modelelor astfel obinute. Este cunoscut faptul c un proiect tehnologic pleac i de la caracteristicile geometrice ale pieselor. Cu toate c elementele modelrii geometrice sunt specifice proiectrii constructive asistate, modelarea geometric este un mijloc important pentru realizarea modelului informatic al proiectului tehnologic. Modelarea geometric este deosebit de important pentru proiectarea asistat a tehnologiei de prelucrare a pieselor cu geometrie complex de tipul caroseriilor de autoturisme, sau a diferitelor piese ntlnite n aeronautic, sau n domeniul maritim. Realizarea acestor piese presupune folosirea mainilor-unelte cu comand numeric, iar poziionarea corect a sculelor n raport cu piesa necesit cunoaterea procedeelor matematice de interpolare i a posibilitilor de definire a suprafeelor i corpurilor n 3D. Iat de ce se apreciaz ca fiind necesare elementele modelrii geometrice. Validarea formei geometrice pentru o pies din construcia de maini

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 25

este posibil prin calcule organologice i verificri constructiv-tehnologice. ntruct calculele organologice realizate manual se bazeaz pe o multitudine de ipoteze simplificatoare n concepia asistat se folosesc din ce n ce mai mult metode numerice de tip variaional, metoda elementelor finite, metoda elementelor de frontier etc. Modelarea strii de deformaii i eforturi, la prelucrarea mecanic, constituie o cale pentru mbuntirea tehnologiilor de execuie. La prelucrrile prin deformare plastic la cald i la rece metoda elementelor finite este folosit pe scar larg. Cunoaterea metodelor i a principiilor de modelare, precum i a posibilitilor de optimizare a rezultatelor proceselor de fabricaie, reprezint un instrument indispensabil n activitatea inginerilor tehnologi. O parte important a cursului prezint proiectarea asistat a tehnologiilor de prelucrare pe maini-unelte cu comand numeric. Majoritatea referinelor bibliografice prezint problema proiectrii manuale i sistemele de proiectare asistat folosite n diferite ntreprinderi din ar. n acest capitol se prezint o succint analiz a proceselor de proiectare manual pentru unul dintre cele mai noi tipuri de echipamente de comand numeric. Sunt de mare interes i preocuprile pentru elaborarea unui procesor i a postprocesoarelor aferente. Metodologia folosit ofer o multitudine de informaii necesare elaborrii unor programe de calcul care s poat fi folosite pentru obinerea asistat a programelor de comand numeric pentru anumite tipuri de echipamente sau pentru anumite configuraii ale pieselor. Se prezint algoritmul proiectrii asistate a tehnologiei pentru strunguri automate monoax, cu cap revolver. De asemenea, lucrarea prezint direciile de implementare i tendinele de aplicare a calculatoarelor n domeniul fabricaiei mecanice. Se face o scurt trecere n revist a celor mai actuale tendine de implementare a inteligenei artificiale n domeniul proiectrii constructiv tehnologice. Sunt prezentate principiile sistemelor expert i realizrile cele mai cunoscute n domeniul prelucrrilor mecanice. n acelai context trebuie cunoscute i tendinele spre integrarea fabricaiei cu procesul de prelucrare a informaiei aferente, precum i sistemele flexibile de prelucrare. Se acord o atenie special unei direcii importante de utilizare a calculatoarelor, cu aplicaie direct la mbuntirea procedeelor de prelucrare, respectiv simularea pe calculator a unor aspecte specifice proceselor de prelucrare. Se face referire la posibilitile de a obine prin simularea numeric a unor procese de prelucrare, informaii ce ar necesita eforturi de experimentare considerabile. Folosirea simulrii, n acest context, permite ca pe baza unor ncercri simple s se obin estimri a desfurrii

CURS 1 Gavril MUSC

Gavril MUSC PTAC 2014 26

proceselor de prelucrare.

CURS 1 Gavril MUSC

1. INTRODUCERE2. CONCEPTUL DE PROIECTARE ASISTAT DE CALCULATOR2.3. Implementarea sistemelor de proiectare tehnologic asistat

3. Obiectivele cursului