ZINTEGROWANY MODEL DANYCH DLA SYSTEMU WSPOMAGAJĄCEGO PROJEKTOWANIE ZAUTOMATYZOWANYCH SYSTEMÓW WYTWARZANIA. CZ. I. OBIEKTY

2/2014 Technologia i Automatyzacja Montażu ZINTEGROWANY MODEL DANYCH DLA SYSTEMU WSPOMAGAJĄCEGO PROJEKTOWANIE ZAUTOMATYZOWANYCH SYSTEMÓW WYTWARZANIA. CZ. I. OBIEKTY Jerzy STAMIROWSKI, Krzysztof BORKOWSKI Streszczenie W artykule omówiono metodę budowy modelu danych i przetwarzania danych dla systemu wspomagającego projektowanie zautomatyzowanych systemów wytwarzania, wykorzystującą międzynarodowy standard opisu i wymiany danych ISO 10303 STEP. Omówiono w zarysie metody opisu wyrobu i wymiany danych w zintegrowanym środowisku. Szczególną uwagę zwrócono na plik wymiany danych w języku EXPRESS, który jest plikiem wyjściowym większości systemów CAD/CAM i stanowi podstawę integracji cyklu życia wyrobu. Przedstawiono propozycje przetwarzania pliku w języku EXPRESS, w sposób pozwalający uzyskać zbiór urządzeń, na których można wytworzyć planowane wyroby według wymaganych procesów technologicznych. Słowa kluczowe zautomatyzowany system produkcyjny, obiekt, zintegrowany model danych, wspomaganie komputerowe projektowania, wytwarzanie, produkt, technologia 1. Wprowadzenie Integracja informacji i automatyzacja stają się w otoczeniu rynkowym koniecznym warunkiem konkurencyjnej działalności przedsiębiorstwa. Metodyczną podstawą działalności współczesnego przedsiębiorstwa staje się analiza cyklu życia (CZ) wyrobu oparta na identyfikacji procesów oraz realizacji koncepcji komputerowo zintegrowanego przedsiębiorstwa. Zintegrowane środowisko informacyjne powinno zapewnić wszystkim uczestnikom CZ wyrobu ujednolicony sposób wymiany informacji. Międzynarodowe standardy zawierają zbiory zasad, zgodnie z którymi organizowana jest współpraca informacyjna obszarów: badań, projektowania, wytwarzania, eksploatacji, serwisu itp. Technologie informacyjne, wspomagające automatyzację i integrację CZ wyrobu, powinny być również stosowane w procesach komputerowego wspomagania projektowania zautomatyzowanych systemów wytwarzania (ZSW). Istniejące opracowania poświęcają stosunkowo dużo uwagi zagadnieniom projektowania i automatyzacji procesów CZ wyrobu, mniej uwagi poświęcając zagadnieniom integracji i zarządzania danymi. Odnosi się to również do informacji wykorzystywanej w systemach projektowania ZSW. Zalecenia dotyczące budowy modelu danych i wymiany danych przedstawia międzynarodowy standard STEP. Niżej przedstawiono syntezę wybranych zaleceń standardu STEP i wynikające z niego wnioski dotyczące budowy modelu danych i ich przetwarzania dla systemów projektowania ZSW. 2. Podstawowe pojęcia dla modelu produkcji i informacyjnej integracji cyklu życia wyrobu Produkcja Produkcja jest wynikiem określonej działalności przedsiębiorstwa. W przemyśle budowy maszyn produkcja może mieć postać [1]: wyrobu będącego przedmiotem lub ich zbiorem, detalu powstającego w wyniku obróbki bez stosowania montażu, jednostki montażowej, kompletu np. komplet narzędzi, oprzyrządowania, kompleksu wyroby wypełniające specyficzne funkcje eksploatacyjne, np. kompleks rakiet meteorologicznych, i sterowania. Elementy powstające w wyniku produkcji niosą ze sobą określony rodzaj i objętość informacji. Cykl życia wyrobu Cykl życia wyrobu to zbiór wzajemnie związanych procesów powodujących zmiany stanu wyrobu. Każdy proces i zmiana stanu opisane są informacją. Cykl życia złożonego wyrobu, np. samolotu, trwa na ogół dziesiątki lat. W cyklu życia wyrobu wyodrębnia się przeważnie dziesięć etapów. Dużą część czasu cyklu zajmują procesy produkcji, w których podstawowymi są: projektowanie, techniczne przygotowanie produkcji oraz wytwarzanie. Procesy wytwarzania przebiegają zgodnie z procesami technologicznymi (operacje, zabiegi). Towarzyszy im również określona informacja. Informacyjne wsparcie cyklu życia wyrobu Automatyzacja procesów cyklu życia wyrobu W początkowym okresie komputerowego wspomagania procesów produkcyjnych za pomocą systemów kom- 22

Technologia i Automatyzacja Montażu 2/2014 puterowych rozwiązywano pojedyncze zadania odnoszące się do różnych etapów CZ wyrobu, w szczególności do zarządzania. Niedługo po nich pojawiły się systemy automatyzacji obliczeń inżynierskich, automatyzacji projektowania i automatyzacji technicznego przygotowania produkcji (CAE/CAD/CAM). W miarę jak zwiększała się liczba systemów, pojawił się problem przesyłania danych pomiędzy różnymi systemami. Poszukiwanie rozwiązania tego problemu doprowadziło do powstania koncepcji integracji informacji w obszarze CZ wyrobu. Już w końcu lat 70. i na początku 80. XX wieku uważano, że dla automatyzacji projektowania konieczny jest jeden system opisu wyrobu. Wynikiem opracowanych metodyk był model, którego strukturę stanowił zbiór elementów wyrobu i ich związków. Wraz z rozwojem modelowania, międzynarodowy komitet standaryzacji (ISO) opracował standardy, oparte na światowych wdrożeniach w obszarze elektronicznej wymiany danych. Standardy te, stosowane przez dużą liczbę przedsiębiorstw produkujących wyroby o wysokim poziomie technicznym, proponują współcześnie koncepcję zintegrowanego wsparcia informacyjnego CZ wyrobu, opartą na wymianie informacji «bez papieru» i standaryzują opis danych na każdym etapie CZ wyrobu. Utworzenie jednolitej przestrzeni informacyjnej (JPI) obejmuje wszystkich uczestników CZ wyrobu. Charakterystyczne cechy JPI to: otwarta architektura, wspólne przechowywanie danych (repozytoria) i oprogramowanie akceptowane przez wszystkich uczestników CZ wyrobu. Technologia informacyjnego wsparcia cyklu życia wyrobu Technologie opisu i przedstawienia danych Przez pojęcie to należy rozumieć zbiór metod, języków i modeli pozwalających opisać i przedstawić w postaci elektronicznej (cyfrowej) informacje o wyrobie w odniesieniu do procesów CZ wyrobu. Obszar przedmiotowy CZ wyrobu to nieustrukturyzowany zbiór obiektów opisanych wartościami ich właściwości oraz istniejącymi pomiędzy nimi związkami. Model informacyjny to nazwane zbiory encji (entity, obiekty) posiadające właściwości (atrybuty) opisane nazwami (metadane). Wartości atrybutów wyrażone są liczbowo lub opisowo. Pomiędzy zbiorami encji istnieją logiczne związki. Przy automatyzacji każdego etapu CZ wyrobu tworzony jest odrębny model obszaru przedmiotowego zawierający: zbiór pojęć przedstawiający obiekty obszaru przedmiotowego, niezbędne do rozwiązania postawionego zadania, zbiór atrybutów opisujących własności obiektów obszaru przedmiotowego, związki odpowiadające zależnościom pomiędzy obiektami obszaru przedmiotowego. Na każdym etapie CZ wyrobu model służy do opisu wyrobu i wymiany informacji o wyrobie, stając się źródłem pierwotnej informacji dla wszystkich programów użytkowych każdego etapu CZ wyrobu. Programy te mogą również zbierać i przechowywać wyniki swojej pracy. Technologie integracji danych Technologia integracji danych to zbiór metod integrowania zautomatyzowanych procesów CZ wyrobu wraz z ich danymi w ramach jednolitej przestrzeni informacyjnej. Integracja automatyzuje i zdecydowanie usprawnia wymianę informacji pomiędzy etapami cyklu życia wyrobu. Proces integracji polega na zbudowaniu struktury łączącej oddzielne modele CZ wyrobu przez powiązanie zbioru pojęć o obiektach, atrybutach i związkach. Integracja przeprowadzana jest w dwóch etapach: celem pierwszego etapu jest utworzenie na podstawie istniejących standardów dokumentów elektronicznych dla każdego procesu i każdego uczestnika CZ wyrobu, celem drugiego etapu jest utworzenie z niezależnych dokumentów zintegrowanej jednolitej przestrzeni informacyjnej dla CZ wyrobu. Wynikiem może być utworzenie wirtualnego przedsiębiorstwa. Baza standardów technologii informacyjnego wsparcia cyklu życia wyrobu Można wyróżnić pięć grup standardów informacyjnego wsparcia cyklu życia wyrobu [2], [3]: standardy funkcjonalne przeznaczone do opisu funkcji procesów produkcyjnych i ich wpływu na dane o wyrobie, np. IDEF0. Obecnie powszechnie stosowany jest język UML, standardy informacyjne przeznaczone dla opisu i klasyfikacji struktur danych o wyrobie. Podstawowym standardem jest tu międzynarodowy standard wymiany danych o wyrobie ISO 10303 STEP, standardy architektury oprogramowania pozwalającego wymieniać dane. Przykładami mogą być standardy CORBA (Common Object Request Broker Architecture) i DCOM (Distributed Common Object Model), standardy komunikacyjne. Podstawą są standardy sieci Internet, standardy interfejsów użytkownika. Największe znaczenie z punktu widzenia procesów projektowania i technicznego przygotowania produkcji mają standardy ISO 10303 STEP. 3. Podstawowe własności standardu STEP Informacja o wyrobie wykorzystywana jest w CZ wyrobu przez różne użytkowe systemy komputerowe. Jedna z zalecanych postaci przedstawienia informacji w tych systemach opisana jest międzynarodowym standardem ISO 10303 Product data representation and exchange (przedstawienie danych o wyrobie i ich wymiana). Nieformalna nazwa standardu to STEP Standard for the Exchange of Product data (standard dla wymiany danych o wyrobie). Pięć podstawowych komponentów STEP to: metody opisu, metody realizacji, zintegrowane zasoby, metody testowania zgodności, protokoły zastosowań. 23

2/2014 Technologia i Automatyzacja Montażu Metody opisu Przeznaczone są dla modeli informacyjnych zintegrowanych zasobów i protokołów zastosowań. Podstawowym narzędziem opisu danych w standardzie STEP jest język EXPRESS (ISO 10303-11) [2] nazywany często językiem modelowania informacji (rys. 1). Nie jest to język programowania. Współczesne programy CAD/CAM, tj. CATIA, Solid Works, generują na wyjściu pliki wymiany danych standardu STEP w języku EXPRESS. Pliki te mogą być przetwarzane i przesyłane przez inne programy użytkowe zgodnie z potrzebami użytkownika. Z założenia język EXPRESS operuje niezależnymi obiektami nazywanymi również zgodnie z terminologią przyjętą w projektowaniu baz danych encjami. Właściwości encji opisuje się atrybutami i ich wartościami, np. obiekt (encja) punkt o nazwie P1 ma trzy atrybuty o nazwach x, y, z (metadane) i trzy wartości 10, 10, 10. Dane te przedstawiają pozycję punktu P1 w przestrzeni. (fragmenty pliku STEP) /*Poniżej odpowiednik 1 krzywej składowej*/ #93=CARTESIAN_POINT( POINT6,(1.08712E- +002,5.4303168E+001,0.0E+000)); #94=VERTEX_POINT( VERTEX6,#93); #95=CARTESIAN_POINT( POINT7,(1.12522E- +002,5.0493168E+001,0.0E+000)); #96=VERTEX_POINT( VERTEX7,#95); #97=CARTESIAN_POINT( POS3,(1.08712E- +002,5.0493168E+001,0.0E+000)); #98=DIRECTION( DIR4,(0.0E+000,0.0E+000,- -1.0E+000)); #99=DIRECTION( DIR5,(-1.0E+000,0.0E- +000,0.0E+000)); #100=AXIS2_PLACEMENT_3D( A- XIS2,#97,#98,#99); # 1 0 1 = C I R C L E ( E L L I P S E - 2,#100,3.81000000000001E+000); #102=EDGE_CURVE( EDGE6,#94,#96,#101,.T.); #103=ORIENTED_EDGE( COEDGE- 6,*,*,#102,.T.); Rys. 1. Fragment programu w języku EXPRESS Fig. 1. The fragment of the program in EXPRESS language Metody realizacji Metody realizacji STEP odnoszą się do wymiany danych o wyrobie. Są one zorientowane na struktury danych opisane językiem EXPRESS. STEP proponuje dwie metody wymiany danych: plik wymiany i interfejs dostępu do bazy danych o wyrobie. Protokoły zastosowania Protokół zastosowania STEP jest specjalnym przedstawieniem informacji o wyrobie dla konkretnego obszaru przedmiotowego. W odróżnieniu od przedstawienia bazowego zawiera on uzupełnienia specyficzne dla danego obszaru przedmiotowego. Przykładami obszarów przedmiotowych uwzględnionych w standardzie STEP są: budowa maszyn ISO 10303-203 (AP 203), budowa samochodów ISO 10303-214 (AP 214), budowa okrętów ISO 10303-215 (AP 215). Specjalne przedstawienie danych na podstawie przedstawienia bazowego nazywa się interpretacją. Utworzenie interpretacji polega na przystosowaniu wybranych elementów modelu bazowego (w EXPRESS) do obszaru przedmiotowego protokołu zastosowania. Interpretacja wyraża się często dodaniem nowych atrybutów i ograniczeń. Zintegrowane zasoby Zintegrowane zasoby określają budowę specyficznych dla obszaru przedmiotowego protokołów zastosowania STEP. Podstawą zintegrowanych zasobów jest bazowy model wyrobu w języku EXPRESS wchodzący w zestaw protokółów zastosowania. Metody testowania Metody testowania służą do sprawdzenia zgodności oprogramowania używanego do opisu i przesyłania danych z odpowiednim standardem protokołu zastosowania STEP. 4. Obiekty informacyjnego modelu wyrobu w AP 203 Swoją niezależność od obszaru przedmiotowego język EXPRESS zawdzięcza podejściu zorientowanemu obiektowo. Podstawowym pojęciem modelowania obiektów obszaru przedmiotowego w języku EXPRESS są abstrakcyjne pojęcia: zbiór encji, encja. Zbiór encji można utożsamiać z klasą przedmiotów realnego świata opisaną ogólnymi charakterystykami. Encja jest egzemplarzem zbioru encji i można ją utożsamiać z pojedynczym obiektem. Deklaracja «zbioru encji» w języku EXPRESS rozpoczyna się kluczowym słowem ENTITY, po którym występuje nazwa. Deklaracja określa przestrzeń egzemplarzy wyrażoną przez wszystkie możliwe wartości ich atrybutów. Przestrzeń egzemplarzy może być ograniczona przez wybór ograniczonego zbioru wartości atrybutów. Każdy egzemplarz jest unikalny. Informacyjny model wyrobu w AP 203 Protokół ISO 10303-203 Configuration conntrolled design (projekt wyrobu z zarządzaniem konfiguracją) AP 203 przeznaczony jest głównie do wymiany danych projektowanego wyrobu. Sformułowano w nim również zalecenia dla grup danych charakteryzujących wyrób [3]: identyfikacja wyrobu, jego komponentów i ich związków, zarządzanie konfiguracją wyrobu, opis procesu utworzenia i zmiany wyrobu, identyfikacja dostawców komponentów, opis geometrii modelu 3D. W zasadzie AP 203 nie został utworzony dla przechowywania danych o wyrobie w postaci rysunków, chociaż można go adaptować i do tego celu. Identyfikacja wyrobu (Part_identification) Zawiera podstawowe zasady opisu wyrobu, wersji i wewnętrznej klasyfikacji. Jedną z podstaw standardu 24

Technologia i Automatyzacja Montażu 2/2014 STEP jest możliwość różnorodnego przedstawienia wyrobu. Model wyrobu składa się z części ogólnej (core model) i szeregu podrzędnych modeli opisujących różne aspekty wyrobu. Bazowym obiektem jest egzemplarz klasy product, na który nakłada się charakterystyki jego wersji. Dla opisu oznaczenia wyrobu, jego wersji i sposobu prezentacji AP 203 wykorzystuje schemat product_ definition_schema z tomu ISO 10303-41. Wyrób (product) Klasa product określona w ISO 10303-1 podaje zalecenia dotyczące oznaczenia i opisu w kontekście tworzenia obiektu w procesie. Wersja wyrobu Wersja wyrobu definiowana jest przez klasy: Product_definition_formation (Wersja wyrobu). Product_definition_formation_with_specified_source (Wersja wyrobu ze wskazaniem pochodzenia). Obiekt produkt_definition odpowiada opisowi jednej wersji jednego wyrobu dla jednego aspektu etapu CZ wyrobu. Klasyfikacja wyrobów Klasa product_category opisuje klasę wyrobów, do której odnosi się opis. Klasa product_category_relationship opisuje zależności pomiędzy dwoma klasami wyrobu. Klasy mogą tworzyć podklasy. Opis i prezentacja własności wyrobu Modele opisu i prezentacji pokazują postać i właściwości wyrobu, w procesie produkcji i eksploatacji. Każdy wyrób (product_definition) może mieć kilka prezentacji. Obiekty schematu product_ property_ representation_ schema pozwalają określić związek pomiędzy własnościami wyrobu i ich prezentacjami (model geometryczny, model tekstowy). Geometriia wyrobu Shape (kształt) to jedna z podstawowych własności wyrobu. Kształt i gabaryty wyrobu opisane są obiektami geometrycznymi i zależnościami pomiędzy różnymi postaciami wyrobów. Geometria wyrobu związana jest z jego prezentacją. W standardzie STEP prezentacja zależy od obszaru przedmiotowego i sposobu użycia. Prezentacjami mogą być: rysunek, model MES, model własności fizycznych itp. Obiekty geometryczne STEP opisujące kształt wyrobu to głównie punkty oraz dwu- i trzywymiarowe parametryczne krzywe i powierzchnie. Schemat geometric_model_schema (ISO 10303-42) zawiera obiekty określające różne rodzaje modeli geometrycznych. Struktura wyrobu Dla opisu struktury wyrobu należy podać, do jakiej jednostki montażowej wchodzi wyrób i jakie jest jego położenie. W AP 203 te dwie cechy rozpatrywane są niezależnie. Opis struktury wyrobu Klasy używane do opisu struktury wyrobu w AP 203 zawarte są w schemacie product_structure_schema z ISO 10303-44. Znajdują się tam narzędzia pozwalające przedstawić zależności pomiędzy wyrobami. W AP 203 używane są zdefiniowane w ISO 10303-44 następujące zależności: Klasa assembly_component_usage ustanawia związek pomiędzy elementami konstrukcji za pomocą czterech podtypów: Klasa quantified_assembly_component_usage związek pomiędzy elementami i ich operacjami montażu, Klasa next_assembly_usage_occurence określa zależność pomiędzy elementem i kolejną bezpośrednią operacją montażu, Klasa specifed_higher_usage_occurence określa zależność pomiędzy montowanym elementem a węzłem najwyższego poziomu. W ten sposób można połączyć węzły na różnych poziomach Klasa promissory_usage_occurence przerywa związek pomiędzy montowanym elementem a węzłem najwyższego poziomu. Struktura wyrobu modelowana jest skierowanym analitycznym grafem. W modelach tych węzły reprezentują wyrób, a łuki charakter połączenia. W schemacie product_structure_schema węzły odpowiadają klasie product_definition, a luki assembly_component_usage. Za pomocą schematu product_structure_schema mogą być tworzone inne struktury odnoszące się do wyrobów. Należą do nich: specyfikacja (bill-of-material) i schemat podziału (parts-list-structur). 5. Obiekty modelu danych systemu wspomagającego projektowanie ZSW Procesy projektowania, technicznego przygotowania produkcji i wytwarzania są dość dobrze zautomatyzowane, mają wsparcie informacyjne oraz miejsce w standardzie STEP. Nie można tego powiedzieć o procesie projektowania ZSW, chociaż proces ten można uznać za jeden z etapów CZ wyrobu. Nie jest niczym szczególnym, że dla uruchomienia produkcji nowego wyrobu należy często zaprojektować i zbudować ZSW. Pierwszym krokiem procesu projektowania ZSW jest wybór urządzeń technologicznych. Zakłada się, że większość procesów projektowania CZ wyrobu to procesy zautomatyzowane realizowane w zintegrowanym środowisku. Podobne wymagania powinny obowiązywać również w procesie projektowania ZSW. Colledani, Terkaj i Tolio Tulio [4] proponują, żeby dane dla systemu wspomagającego projektowanie ZSW pochodziły ze środowiska integrującego trzy obszary: wyrób, procesy technologiczne i system produkcyjny. W modelu danych zintegrowanego środowiska czerpiącego dane z tych trzech obszarów proponowane jest uwzględnienie następujących klas obiektów: Wyrób: opis wyrobu, obróbkowe powierzchnie elementarne, scenariusze produkcji, problemy produkcyjne. Procesy technologiczne: operacje, zabiegi, marszruty, przyrządy mocujące (palety), położenie wyrobu zamocowanego w przyrządzie (na palecie). 25

2/2014 Technologia i Automatyzacja Montażu System produkcyjny: charakterystyka systemu produkcyjnego, wybrany system, charakterystyka produkcji dla systemu, obrabiarki, urządzenia transportowe, stacje załadunku/wyładunku, narzędzia, transport narzędzi, paleta fizyczna, przebieg ewaluacji. Tradycyjnymi źródłami informacji dla budowy modelu danych są: dokumentacja konstrukcyjna i technologiczna oraz katalogi maszyn, urządzeń i narzędzi. Dla zebranych danych projektowany jest w języku UML (Unified Modeling Language) obiektowy model danych. W związku z powszechnością stosowania relacyjnych baz danych, model obiektowy mapowany jest często do modelu relacyjnego. Na podstawie modelu relacyjnego implementowana jest relacyjna baza danych. Dane z bazy przetwarzane są przez programy użytkowe systemu projektowania ZSW. 6. Wykorzystanie w procesie projektowania ZSW zintegrowanego modelu danych opartego na standardzie STEP Źródłem informacji, którą można z powodzeniem wykorzystywać w procesie projektowania ZSW, są dane z plików wymiany danych używanych w zintegrowanym środowisku CZ wyrobu. Obiekty i ich atrybuty nie są definiowane bezpośrednio przez projektantów bazy danych, lecz generowane pośrednio w procesie konstruowania realizowanym w systemie CAD/CAM. Dane o właściwościach konstrukcji zapisane są w pliku wyjściowym z systemu CAD/CAM w języku EXPRESS. Dane o wyrobach Systemy CAD/CAM, tj. CATIA, SolidWorks itp., generują na wyjściu plik wymiany danych standardu STEP w języku EXPRESS. Jest to podstawowy plik używany w integracji procesów CZ wyrobu. Plik ten jest plikiem tekstowym i zawiera wszystkie informacje służące do identyfikacji wyrobu, opisu geometrii i struktury wyrobu (rozdz. 3). Danymi identyfikacyjnymi wyrobów można zarządzać, stosując systemy klasy PDM, które w wielu rozwiązaniach zintegrowane są z systemami klasy CAD/CAM. Dane o procesach technologicznych Z punktu widzenia projektanta systemów ZSW, nie mniej interesującą od informacji zawartej w danych o geometrii i masie wyrobu jest informacja zawarta w danych o procesach technologicznych stosowanych przy wytwarzaniu wyrobu. Należy pamiętać, że współczesne ZSW to w większości systemy elastyczne projektowane dla obróbki rodziny podobnych detali. Projektowanie procesów technologicznych dla rodziny detali różni się od projektowania procesu technologicznego dla pojedynczego detalu. Można wyróżnić dwie podstawowe metody projektowania procesów technologicznych dla rodziny detali. Są to: projektowanie wariantowe i projektowanie generacyjne [5]. Na potrzeby projektowania ZSW może być wykorzystywane zarówno projektowanie wariantowe [6], [7], jak i projektowanie generacyjne. Charakterystyczną cechą projektowania generacyjnego jest operowanie tzw. obiektami elementarnymi, występującymi w wariantach konstrukcyjnym i obróbkowym. Projektowanie generacyjne wpisuje się bardzo dobrze w koncepcję automatyzacji CZ wyrobu w środowisku zintegrowanym, zgodnym ze standardem STEP. I tu główną rolę gra wyjściowy plik wymiany danych z systemów CAD/CAM w języku EXPRESS zgodny ze standardem STEP. Przetwarzanie pliku w języku EXPRESS przez odpowiedni program użytkowy pozwala wygenerować z danych zapisanych w pliku elementarne obiekty obróbkowe [8], [9], [10], [11]. Wygenerowanie obiektów elementarnych można uznać za etap automatyzacji i integracji procesów projektowania ZSW z procesami CZ wyrobu. Dla dalszej automatyzacji i integracji procesu projektowania ZSW prowadzone są prace nad opracowaniem modułu programowego, generującego dla obiektów elementarnych kompletną technologię. Przyporządkowanie wygenerowanym operacjom, zabiegom i marszrutom, parametrów maszyn i urządzeń zapisanych w bazie danych, pozwoli wybrać po optymalizacji maszyny i urządzenia spełniające wymagania stawiane projektowanemu ZSW. Przy takim podejściu uzyskamy następujący schemat przetwarzania i przepływu danych. Dane o wyrobie w pliku języka EXPRESS przetwarzanie pliku w języku EXPRESS lista elementarnych obiektów obróbkowych przetwarzanie listy elementarnych obiektów obróbkowych lista operacji, zabiegów, parametrów i marszrut procesów technologicznych przetwarzanie listy technologii lista obrabiarek i urządzeń technologicznych optymalizacja lista wybranych obrabiarek i urządzeń. Standard STEP zawiera również obiekty służące do opisu struktury wyrobu. Zalecenia te można wykorzystać do projektowania procesów montażowych i wyboru urządzeń technologicznych dla procesów montażu. 7. Podsumowanie Jednym z podstawowych elementów systemu wspomagania projektowania ZSW jest model danych będący podstawą ich przepływu i przetwarzania. Model danych może być budowany tradycyjnie na podstawie struktury obiektów użytkownika, zgodnie z jego potrzebami lub może być budowany na podstawie struktury obiektów zalecanych przez międzynarodowe standardy, takie jak standard STEP. Wykorzystywanie przy budowie modelu danych międzynarodowego standardu STEP wydaje się rozwiązaniem spełniającym wymagania uniwersalności. Projektowanie ZSW staje się wtedy jednym z elementów CZ wyrobu i realizowane jest w zintegrowanym środowisku. Zaletą tego podejścia jest możliwość wykorzystywania w procesie projektowania danych o wyrobie zapisanych w pliku wymiany danych standardu STEP w język EXPRESS. Pliki te są plikami wyjściowymi wielu systemów CAD/CAM. Ich umiejętne przetwarzanie może zautomatyzować proces wyboru urządzeń technologicznych. 26

Technologia i Automatyzacja Montażu 2/2014 LITERATURA 1. Łunarski J.: Projektowanie procesów technicznych, produkcyjnych i gospodarczych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2011. 2. PN-ISO 10303-11. Systemy integracji i automatyzacji przemysłowej. Reprezentacja i wymiana danych o produktach. Metody opisu. Język EXPRESS. 3. Kołczin A.F.,, Owsjannikow M.W., Strjekałow A.F., Sumarokow S.W.: Uprawljenije żizniennym cikłom produkcji. M: Ancharsis 2002, s. 304. 4. Tulio Tolio (redaktor): Design of Flexible Production Systems. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2009. 5. Feld M.: Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009. 6. Gola A.: Metodyka doboru podsystemu obrabiarek w elastycznym systemie produkcyjnym klasy korpus. Rozprawa doktorska. Politechnika Lubelska, Lublin 2010. 7. Świć A., Taranienko W.: Projektowanie technologiczne elastycznych systemów produkcyjnych. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2003. 8. V. N. Malleswari, Dr. P. M.Valli, Dr. M. M. M. Sarcar: Automatic Recognition of Machining Features using STEP Files. International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 2, Issue 3, March 2013. 9. Sankha Deb, J. Raul Parra-Castillo, Kalyan Ghosh: An Integrated and Intelligent Computer-Aided Process Planning Methodology for Machined Rotationally Symmetrical Parts. International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 13, Issue 1, 2011. 10. D. Sreeramulu, C.S.P. Rao: A new methodology for recognizing features in rotational parts using STEP data exchange standard. International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 3, No 6, 2011. 11. D. Sreeramulu, C.S.P. Rao: A New Methodology for Recognition of Milling Features from STEP File. The International Journal of Applied Management and Technology, Vol. 6, No 3, 2008. Dr hab. inż. Jerzy Stamirowski, prof. Politechniki Świętokrzyskiej Katedra Automatyki i Robotyki, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce. Mgr inż. Krzysztof Borkowski doktorant Katedry Automatyki i Robotyki, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce. AN INTEGRATED DATA MODEL FOR SUPPORT DESIGN OF AUTOMATED MANUFACTURING SYSTEMS. PART I. OBJECTS. Abstract The article describes the method of creating a data model and data processing in a support system for designing of automated manufacturing systems based on the international description and data exchange standard ISO 10303 STEP. Furthermore, the article outlines the methods of describing a product and data exchange in an integrated environment. A special emphasis is put on an EXPRESS language data exchange file, which is a base file for most CAD/CAM systems and is the basis of product life cycle integration. The article presents suggestions for processing the file in EXPRESS language in order to acquire a set of devices that are capable of manufacturing the planned product according to the required technological processes. Keywords automised manufacturing systems, object, integrated data model, computer aided design, manufacturing, product, technology 27