АРМ технолога с поддержкой 3D на базе open source

А.В. Молчанский,
инж., аспир.,molchana_klet@mail.ru,

ОАО «ВПК НПО «Машиностроения», г. Реутов

В работе рассмотрены этапы создания и развития программного комплекса автоматизации рабочего места технолога цеха на базе продуктов open source с использованием web-технологии и визуализацией 3D моделей.

Ключевые слова: АРМ, технолог цеха, СПО, веб-технология, 3D модели

The work addresses phases for development and upgrading of the software package to be used at the work station of the workshop technologist. The package is based upon open source products and employs web-technology with visualization of 3D models.

Key words: work station, workshop technologist, open source, web-technology, 3D models

В данной работе рассматривается создание автоматизированного рабочего места технолога механосборочного цеха. В рамках системы автоматизации цеха учитывались следующие ограничения:

· Единичное и опытное производство.

· Построение системы на базе существующей ЛВС и программного обеспечения.

· Пользователи системы не имеют специального образования, связанного с использованием ПК.

· Не менять имеющийся документооборот, а автоматизировать его.

· Для решения задачи использовать программные продукты open source.

Задачей является разработка программного модуля автоматизирующего работу технолога, включенного в общую автоматизированную систему управления механосборочным цехом.

Для реализации проекта по созданию системы управления цехом было принято решение использовать программные продукты WEB-сервер Apachi, СУБД MySQL, язык программирования PHP. Выбор этих программных продуктов обоснован требованиями, предъявленными к системе автоматизированной управления цехом:

· Создать базу данных, хранящую сведения обо всех изделиях, изготовленных цехом, с возможностью контроля времени выполнения на каждом этапе изготовления деталей.

· Система должна поддерживать WEB-интерфейс.

При разработке системы было решено разбить систему на модули, соответствующие каждому рабочему участника документооборота цеха. Модульная структура системы представлена на рисунке 1.

рис. 1 Модульная структура системы

Далее в статье подробнее опишем процессы создания модуля «Технолог». Модуль для автоматизации рабочего места технолога должен обеспечивать следующие функции:

· Создание и изменения технологического процесса детали.

· Изменять материал детали

· Добавить новую сборку

· Добавить новую технологическую карту

· Добавить новый материал

· Добавить новую деталь

· Просмотр новых нарядов для данного технолога.

Взаимодействие СУБД осуществляется через WEB-интерфейс. Интерфейсы работы программы представлены на рисунках (2-3).

рис. 2 Создание техпроцесса для детали

рис. 3 Просмотр новых нарядов, выданных технологу

В результате опытной эксплуатации данного модуля было предложено создать возможность для просмотра 3-d модели в работе технологов при записи технологического процесса для детали. Это требование связано с переходом на новую иерархию проектирования от 3-d модели. Теперь главным изображением детали стал не чертёж, а 3-d модель, приходящая в электронном виде вместе с конструкторской документацией. Таким образом, возникла новая задача упростить поиск 3-d моделей для выбранной детали. Для этого в базе данных в таблице детали была добавлена строка для хранения пути, по которому храниться 3-d модель для данной детали. Для визуализации 3-d модели на экране было решено использовать программу просмоторщик.

Из требований, предъявляемых к системе, к просмотрощику было примено требование, что это должна быть программа с открытым кодом. На работоспособность к использованию в системе были проанализированы программы MeshLab v.1.3.0a и GLC-Player v.2.3.0. Несмотря на свою распространённость и поддержку многих графических форматов данные программы оказались не пригодны для использования в данном модуле по причине отсутствия в них возможности чтения файлов формата STEP, а также слабой их проработкой для конструкторских документов(эти программы хорошо проработаны для работы с мультимедийными приложениями). Для просмотра 3-d моделей решено было использовать программу для проектирования Freecad, которая также является программой с открытым кодом. В процессе тестирования модуля с таким решением для просмотра 3-d файлов были выявлены ряд недостатков:

Переключение между окнами в процессе создания техпроцесса для детали (по заявлению пользователей системы это неудобно).

Случайные изменения в 3-d модели.

Тогда был разработан другой вариант модуля с использованием Java Applet 3D Graphics, данная программа является программой с открытым кодом и легко встраивается в приложения, имеющие web-интерфейс. Для построения модели используется файл формата STL, который создается практически любой CAD/CAM системой. После изменения кода интерфейса 3-d модель отображается на экране после выбора соответствующей детали (рисунок 4).

Недостатки данного подхода:

· Не все САПР создают корректный STL файл для сложных деталей.

· Дополнительное время на ввод данных в базу, связанное с созданием файла формата STL.

Достоинства:

· Отображение происходит независимо от производительности центрального процессора компьютера и установленных программ.

· Ввод техпроцесса и отображение 3-d модели происходит в одном окне(рисунок 4).

· Решение на базе программ с открытым кодом.

рис. 4 Окно создания техпроцесса детали с визуализацией её 3-D модели

Выводы

Автоматизировать рабочее место технолога можно с применением программных продуктов с открытым кодом. Система, основанная на сетевой базе данных, позволяет автоматизировать работу персонала цеха. Веб – интерфейс позволяет не зависеть от производительности компьютера и программ, установленных на нем. В данной работе были представлены этапы создания автоматизированного рабочего места технолога в единой электронной системе управления цехом. В результате тестирования созданного модуля было установлено, что для автоматизации работы технолога важен вопрос представления 3-d графики. В работе рассмотрены два варианта представления 3-d графики на рабочем месте технолога. Тестирование первого варианта, с использованием программы просмоторщика, показало неудобство для пользователей. В работе предложен другой вариант с использованием Java Applet, тестирование которого сейчас продолжается.

Литература

1. Сахаров А. А. Концепция построения и реализации информационных систем, ориентированных на анализ данных // СУБД. - 1996.

2. Лисьев Г.А., Измайлов В.Г., Озерова М.Ю. Проектирование web-приложений и программных систем в Open Source Издательство МаГУ 2009.

3. http://www.cadmonster.ru/ - Бесплатные программы для 3D.

4. http://www.garybeene.com/3d/3d-view.htm-Описание Java Applet