Автоматизация расчета электрических кабельных жгутов при проектировании ракетной техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

АО «ВПК «НПО машиностроения» - филиал КБ «Орион»

Автоматизация расчета электрических кабельных жгутов при проектировании ракетной техники

Филиппов В.В., Осипов Е.В.

г. Оренбург

Стратегическим предназначением предприятий ракетно-космической отрасли России является формирование и обеспечение инновационных ответов на глобальные вызовы национальной безопасности России в области вооружений, военной техники и космических систем, высоких информационно-насыщенных технологий двойного и гражданского назначения [1].

Выполнение такого предназначения не возможно без стремления занять лидирующие позиции в мировой экономике, без стремления к повышению конкурентоспособности своей продукции, обеспечению гарантированного уровня качества на всех этапах жизненного цикла изделий и роста производства наукоемкой продукции.

Применение информационной поддержки процессов жизненного цикла изделий (ИПИ-технологии) является важнейшим направлением, следуя которому можно обеспечить рост конкурентоспособности выпускаемой продукции и эффективности производства.

Одной из ступеней ИПИ-технологий является электронный архив технической и административной документации (Technical Data Management -TDM) - электронный аналог бумажного архива документации по изделию, представляющий собой базу данных на электронных носителях.

Такой TDM системой является программный комплекс Search - система ведения архива технической документации предприятия и управления данными об изделиях, разработанная белорусской компанией ИНТЕРМЕХ.

В состав Search входят не только инструменты для ведения электронного архива изделий, но и ряд программных продуктов (ПП) облегчающих работу конструкторов и технологов предприятия [2].

Такие инструменты как ПП IMBase - справочно-информационная база данных конструкторско-технологического назначения, предназначенная для создания, пополнения и ведения иерархических баз данных стандартных элементов, материалов и других объектов, используемых службами предприятия в процессе технической подготовки производства, а также ПП «Интермех AVS» - система разработки комплекта текстовой конструкторской документации, предназначена для разработки в диалоговом и автоматическом режимах комплекта текстовой конструкторской документации (спецификации, ведомости и другие конструкторские документы, разбитые на графы) [3].

Вместе с тем не во всех случаях можно применить всю мощь этих программных продуктов без дополнительной доработки в связи со спецификой задач стоящих перед конструкторскими подразделениями.

Современные ракеты это не только передовые разработки в сфере ракетных двигателей, новейших композитных материалов для оболочек, но и современные, передовые разработки в электронике и электротехнике.

Ни одна современная ракета не покинет свою стартовую установку без электрических сигналов принятых с пульта управления. И ни одна ракета не выполнит свою миссию без сложнейших электронных схем управляющих навигацией, стабилизацией, расходом топлива и другими системами на всем протяжении полета, будь это пилотируемый комплекс или сверхзвуковая ракета, предназначенная для поражения целей.

Электронные системы являются мозгом любой современной ракеты, отдельные части которого соединенные между собой «нервами» состоящими из десятков километров кабельных трасс состоящих из проводов, соединителей, изоляторов, оплеток и других элементов, связанных в электрические жгуты. Все эти жгуты при разработке ракеты необходимо проложить по внутренней части ракеты таким образом, чтобы они гармонично соединились с другими системами ракеты, не мешали этим системам, были достаточного сечения для обеспечения прохождения необходимого сигнала, но и в то же время были достаточно легкими для увеличения полезной нагрузки изделия.

Таким образом, перед конструктором проектирующим кабельные трассы ракеты стоит ряд задач, среди которых выбор материалов входящих в жгуты, расчет длин проводов и расчет массы жгутов.

Для расчетов электрических жгутов применяется ГОСТ 23586-96 [4]. В соответствии с этим ГОСТом применяются различные методы расчета длин кабельных проводников в жгуте его диаметр и различные оплетки, обмотки и изоляторы.

Конструктор, используя эти методики, производит расчет параметров жгута и на этой основе составляет спецификацию. Спецификация оформляется с использованием ПП «Интермех AVS», поэтому после ручных расчетов по формулам на бумаге конструктор должен все параметры жгута перенести в электронный вид в ПП «Интермех AVS». Основной проблемой при ручном расчете длин участков и всех цепей кабельных жгутов является то, что при изменении длины хотя бы одного участка в жгуте необходимо начинать весь расчет жгута снова. Так же принятие решения об изменении сечения или материала одного проводника в жгуте повлечет за собой пересчет всего диаметра жгута и соответственно пересмотр всех оболочек или обмоток жгута что повлияет на общую массу жгута. Нельзя исключать и «человеческий фактор» - простые математические ошибки при пересчете большого количества формул.

Все эти «узкие» места требующие больших временных затрат на механическое пересчитывание большого объема цифр, что привело к необходимости автоматизации расчетов электрических жгутов.

Автоматизация расчета выполнена с применением знаний ИТ-отдела после тщательного анализа ручного труда конструктора. Результатом анализа стал алгоритм и формулы для расчета электрического жгута, необходимые для создания программы автоматизирующий ручной процесс (рисунок 1).

Рисунок 1 Алгоритм расчета электрического жгута

ракетный электрический жгут информационный

Изучив чертежи и принципиальные электрические схемы жгутов, все взаимосвязи и механизмы функционирования была составлена математическая модель жгута, представленная в виде таблиц базы данных в системе СУБД MS SQL [5], изображенная на рисунке 2. Все основные требования, предъявляемые к математической модели были соблюдены: достоверность, полнота, не избыточность, приемлемая трудоемкость.

Рисунок 2 Математическая модель жгута в виде таблиц базы данных в системе СУБД MSSQL

Для написания программы реализующей механизм автоматизации расчета на основе созданной математической модели бы выбран язык программирования C# (си-шарп) и платформа.NET(дот нет).

Программу разделили на четыре модуля. Первый модуль DAL (Data Access Layer) доступ к данным и подсистема взаимодействия с базой данных и вызов хранимых процедур СУБД MSSQL, модуль ввода данных и расчета и модуль вывода данных в виде XML. Также одним из модулей может считаться набор процедур хранимых в базе данных и реализующих всю низкоуровневую работу с таблицами базы данных, соблюдение целостности базы данных и другие необходимые механизмы.

В процессе реализации были изучены механизмы взаимодействия со сторонним программным продуктом Intermeh Search и базой данных материалов IMBASE использующим собственные механизмы Application Programming Interface (API). Механизмы авторизации и аутентификации реализованы на основе API функций Search.

Справочно-информационная база данных ПП IMBase является мощным и гибким инструментом для хранения системы таблиц материалов и другой конструкторско-технологической информации использование которого существенно упрощает доступ к справочникам содержащим соединители, материал проводов и т.д.

Процесс ввода исходных данных не представляет сложности для конструктора знакомого с работой системы Search и является интуитивно понятным. Все данные вводимые пользователем программы записываются в базу данных и на любом этапе ввода имеется возможность изменить любой из введенных элементов.

После завершения ввода всей необходимой информации программа автоматически рассчитывает диаметры на всех участках, длины каждого проводника от соединителя до соединителя, суммарную длину всех проводов с разбивкой по типу провода и массу всех элементов включенных в жгут.

Основное преимущество автоматизированного расчета жгутов проявляется в возможности автоматического пересчета всех результирующих данных при изменении любого параметра жгута.

Результаты расчета в виде XML файла выгружаются на диск и содержат всю необходимую информацию для экспортирования этого файла в ПП «Интермех AVS».

Таким образом, реализованная система позволяет автоматизировать весь ручной расчет электрического жгута начиная от ввода данных до создания готовой спецификации в системе разработки комплекта текстовой конструкторской документации ПП «Интермех AVS», что существенно сокращает сроки подготовки конструкторской документации, уменьшает вероятность ошибок и избавляет конструктора от рутинного труда освобождая время для творческого подхода в проектировании.

Список литературы

Стратегичское предназначение НПО Машиностроения. Режим доступа http://www.npomash.ru/society/ru/strateg.htm.

Search. Руководство пользователя. Интермех. Режим доступа http://www.intermech.ru.

Сайт компании ИНТЕРМЕХ. Режим доступа http://www.intermech.ru.

Межгосударственный стандарт. ГОСТ 23586-96. «Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к жгутам и их креплению».

Петкович Душан. Microsoft SQL Server 2012. Руководство для начинающих /Петкович Душан// 2012.

Размещено на Allbest.ru