Сапр «грація», історія розвитку сапр - системи автоматизованого проектування лекал і розкладок

Історія розвитку САПР

Першими в світі приступили до автоматизації процесів в легкій промисловості американці. Вони створили автоматизовану розкрійну установку (АРУ) для порізки настилів тканини спеціальним ножем без попередньої розмітки за заданою програмою. Шлях до широкого промислового використання і визнання не був простим. Розробники близько п'яти років безуспішно переконували підприємства легкої промисловості в ефективності та перспективності цього підходу. І тільки одного разу їм вдалося умовити одне автомобільне підприємство спробувати установку при розкрої матеріалів для сидінь. Результат перевершив всі очікування. Тільки після цього комплекс почали використовувати і підприємства легкої промисловості. Слід зазначити, що більшість сучасних САПР дуже сильно схожі на американську систему "Гербер".

ВУкаіни перша САПР для легкої промисловості була розроблена спільно фахівцями відділу математичного моделювання та оптимального проектування Інституту проблем машинобудування АН України і Проектно-конструкторського бюро автоматизованих систем управління текстильної та легкої промисловості в Москві. Система розроблялася на базі АРМ СМ-4.

Фахівці Інституту розробили програмне забезпечення проектування розкладок (САПР).

Фахівці ПКБ розробляли Автоматизовану розкрійного Установку (АРУ) для розкрою лазерним променем.

У 1988 році система демонструвалася на ВДНГ СРСР. САПР була відзначена "Золотою медаллю" оскільки реалізована програма автоматичного проектування розкладок перевершувала всі відомі в світі програми.

Розроблена система задовольняла необхідним вимогам, але не отримала, і не могла отримати, широкого поширення, оскільки АРМ СМ-4 було фондованим технікою. Їх виділялося 1-2 на все Міністерство легкої промисловості.

Нормальний розвиток САПР почалося з появою в 90-х роках в нашій країні IBM PC комп'ютерів.

Отримані результати не були марними. На їх основі були розроблені відомі САПР - "Грація" та "Комтенс".

Основи «Грації» закладалися понад тридцять років тому. У 1972 році в Інституті проблем машинобудування АН України був створений відділ математичного моделювання та оптимального проектування. Його очолив один з учнів академіка В.Л. Рвачева, професор Ю.Г. Стоян. Під його керівництвом розроблені теорія і математичні методи геометричного проектування. В рамках цієї теорії завдання побудови розкладки формулюється і вирішується як завдання оптимального розміщення геометричних об'єктів в заданій області. Вже в 1977 році була створена програма автоматичної побудови секційних розкладок для розкрою трикотажних полотен, побудовані в комп'ютері і намальовані в натуральну величину на плоттері реальні оптимальні розкладки. Використання спеціальних математичних методів відрізняє «Грацію» від зарубіжних і вітчизняних систем.

Розробка системи велася для підприємств, яким не дісталося закуплених у той час урядом за кордоном декількох десятків САПР з метою переоснащення підприємств легкої промисловості. Розробка «Грації» велася в тісній співпраці з фахівцями підприємств. Це дозволило враховувати особливості українського виробництва і створювало передумови для подальшого розвитку і вдосконалення.

Результати були дуже хороші.

На Александріяом трикотажному комбінаті з 1989 року працювала іспанська система "Інвестроніка", що включає Дигитайзер, Плоттер і АРУ з 4 розкрійних столів. Встановили «Грацію», підключили всі обладнання та організували паралельну роботу систем. Одну і ту ж роботу можна було виконати по одній і по іншій системі. Яка система і чим краще, говорили результати роботи. Оцінювалися два основні показники - час підготовки від введення лекал з дігітайзера, градації, побудови розкладок і створення програми порізки настилу на АРУ, і відсоток використання матеріалу. При виконанні п'ятдесяти реальних завдань час виконання по «Грації» скоротилося в два з половиною рази, і використання матеріалу підвищився на два відсотки. Всі нові вироби стали готувати до запуску у виробництво по «Грації», а створені раніше в міру необхідності поступово переведені в «Грацію».

Незважаючи на отримані результати порівняння систем, які були безсумнівним успіхом, головний інженер комбінату Галина Іванівна Ільїна говорила: "Це все добре, підтримується масовість виробництва, але, ні та, ні інша система не автоматизує конструкторську підготовку. Введення лекал з дігітайзера, графічне моделювання та градація лекал за допомогою норм збільшень не сприяють підвищенню якості виробів і розширення асортименту, а є просто необхідною роботою по "оцифрування" лекал для побудови розкладок.

Як показав час, це абсолютно справедливо. Більш того, такий стан справ збереглося до цих пір в більшості зарубіжних і українських систем.

Згодом були проведені порівняння і замінені інші системи.

На Нижегородському швейному ЗАТ "ВОСХОД" була замінена англійська система "Сайбрід".

З'ясувалося, що "Грація" дозволяє по-новому організувати процес розробки і підготовки до запуску нових моделей, так як при її використанні відпадає необхідність не тільки в конструкторі, що виконує градацію лекал, але часто, і в операторі-розкладчика лекал. Це можливо завдяки тому, що розробка розкладок лекал в системі виконується значно швидше і простіше, ніж в найбільш відомих САПР, а застосування в програмах математичних методів геометричного проектування гарантує автоматичне виконання всіх поставлених технологічних вимог до розкладці. Крім того, розробка розкладки лекал конструктором створює умови для коригування конструкції моделі з метою досягнення максимального використання матеріалу без зниження якості виробу.

Таким чином, при заміні зарубіжних САПР на "Грацію" перший час здійснюється принцип паралельної роботи двох систем, при якому до "Грації" підключається наявне периферійне устаткування. Для вдосконалення роботи по замовленнях з фірмами, які використовують інші САПР, розроблена досить проста структура даних для представлення зберігається в них інформації про моделі в цифровому вигляді, передачі їх по системі Інтернет і використання в "Грації".

Для уточнення ситуації з автоматизацією конструкторської підготовки ми провели семінар провідних фахівців. Запросили головного конструктора та головного інженера Харківського будинку моди і Московського будинку моди трикотажних виробів на комбінат, де разом з фахівцями комбінату грунтовно обговорили ці питання.

Встановили, що конструкторська підготовка включає в себе вирішення наступних завдань:

1. Розробка вироби в базовому розмірі - побудова базової конструкції (БК) по використовуваної методикою конструювання та побудова модельної конструкції (МК).

2. Побудова лекал потрібних розмірів, ростов і повноти.

3. Побудова лекал моделі на індивідуальну фігуру.

4. Внесення змін при зміні властивостей матеріалів, збільшень, конструктивних рішень, напрямків моди.

Застосовувані системи не вирішують повною мірою ні одну з поставлених завдань. Вони припускають наступну схему роботи.

У базовому розмірі лекала вироби будуються на картоні вручну і вводяться в комп'ютер за допомогою дигитайзера. Або будуються безпосередньо в комп'ютері із застосуванням графічних прийомів моделювання.

Основний, нездоланний, недолік обох способів полягає в тому, що вони не можуть забезпечити взаємозв'язок деталей з побудови. Побудували лекала, відшили зразок, змінили лінію пройми - необхідно внести відповідні зміни в усі сполучаються і похідні лекала.

Побудова лекал потрібних розмірів і ростов може здійснюватися двома різними способами:

Побудовою лекал в кожному розмірі і зростанні індивідуально.

Градацією - отриманням з лекал базового розміру і росту за допомогою градації, завданням норм збільшень в конструктивних точках.

Перший спосіб забезпечує якість виробів в кожному розмірі, але є трудомістким. Другий підхід прискорює процес побудови лекал, але є наближеним і призводить до зміни балансових показників, сполучення деталей і погіршення якості виробів. Чим далі потрібний розмір відстоїть від базового, тим більше будуть спотворення.

Основний, труднопреодолімий недолік градації це погіршення якості виробів в інших розмірах.

Побудова лекал моделі на індивідуальну фігуру треба виконувати окремо.

Після зміни збільшень і конструктивних рішень необхідно перебудувати практично всі лекала.

Фахівці «Грації» прийшли до висновку, що усунути мають місце недоліки при вирішенні задач конструкторської підготовки неможливо, не виходячи за рамки графічних підходів.

1. Здійснювала комплексну автоматизацію всіх завдань конструкторської підготовки.

2. Дозволяла працювати по будь-якій методиці конструювання, сукупності методик або власної оригінальною методикою.

Вся творча робота виконується Конструктором, вся технічна, рутинна робота виконується системою. Конструктор будує будь-який виріб з будь-якій методиці конструювання в Базовому розмірі. Система швидко і точно виконує рішення всіх задач конструкторської підготовки - будує лекала заданих розмірів, ростов і повноти, будує лекала на індивідуальну фігуру з урахуванням розмірів і постави; перебудовує всі лекала при зміні значень збільшень і конструктивних рішень.

Розробка системи велася в тісній співпраці фахівців підприємств і навчальних закладів. Це дозволило створити систему, що задовольняє вимогам науки і практики.

Фахівці навчальних закладів формують зауваження і побажання щодо вдосконалення та розвитку системи. Така взаємодія дозволило створити систему, що задовольняє вимогам науки і практики.