Программные продукты и системы

Чертежи, по своей сути, являются языками описания будущего изделия. При проектировании конструктор передает информацию об изделии при помощи графических образов: размеры, взаимное расположение, геометрия деталей и т.п. Основная масса информации об изделии закладывается конструктором, так как именно он с помощью графических средств делает невидимое изделие (функциональную модель) видимым (создает структурную модель) в виде чертежей.

Конструирование – это непрерывно расширяющийся процесс создания информации об изделии (эскизный, технический, рабочий проект). Изготовление изделия – это процесс взаимнооднозначного отображения изделия в виде чертежей в материальный вид. Добавление информации после изготовления идет за счет детализации информации, связанной с эксплуатацией изделия.

Можно сказать, что чертежи – это БД о проектируемом и изготавливаемом изделии.

С развитием современных информационных технологий чертеж становится частью электронного хранилища данных о проектируемом изделии. Но в электронном виде чертеж (как часть хранилища данных) приобретает новое содержание. Отметим, что функция чертежа как картинки изделия сильно изменилась. Целесообразно говорить о совокупности выразительных средств, с помощью которых конструктор может передать информацию об изделии: плоские чертежи; трехмерные каркасные, плоскостные и твердотельные статичные модели; трехмерные интерактивные модели; анимационные и видеоролики; звуковое сопровождение и т.п.

Но не только арсенал выразительных средств изменил роль чертежа в хранилищах данных. Современные хранилища данных основываются на XML-технологии, которая позволяет строить объектную информационную модель изделия. Изделие проектируется как иерархия объектов, соответственно, строится и иерархическая информационная модель в хранилище данных. При этом объект может быть описан как текстом, так и любыми выразительными средствами. Между объектами и выразительными средствами могут быть семантические связи любой сложности. Структура информации и содержимое (контент) могут формироваться в общем случае раздельно. Объекты могут изначально появляться в виде имен, затем к ним может добавляться метаинформация, и после этого (или вместе с этим) могут появляться сами описания объектов (с помощью различных выразительных средств).

Такой подход не только удобен при хранении информации, но и оказывает существенную помощь самим конструкторам уже на самых ранних этапах проектирования. Подход позволяет управлять процессом создания и документирования изделия, использовать готовые решения из архивов, широко обсуждать общие задачи удаленных друг от друга специалистов и использовать стороннее программное обеспечение (расчеты, трехмерные модели, математические модели и т.п.).

Результат работы конструктора или программы помещается в соответствующий узел информационной модели (имя объекта) общего хранилища данных. В этом хранилище данных каждый элемент постепенно обрастает различной ин- формацией: технологической, экономической, эксплуатационной и др. Делая выборку информации из хранилища по какому-либо критерию, можно получать множество документов (публикаций) различного назначения, причем с черте- жами, с текстом и другими выразительными средствами.

Особенностью таких хранилищ данных является независимость информации от средств, ее создавших, и поэтому информация имеет актуальность достаточно длительное время.

Еще одним свойством таких хранилищ является их распределенность. То есть информационная модель может храниться не только виде файла (совокупности файлов) в одном месте (например СУБД), но и в виде ссылок на весьма удаленные ресурсы. Таким образом, размер информационной модели принципиального значения не имеет.

Построенная таким образом информационная модель изделия может иметь любую степень сложности, включая описания мельчайших составляющих. Каждый объект может иметь описания в различных аспектах: с точки зрения материалов, устройства, способов сборки, обслуживания и т.п. Такое описание в сочетании с выразительными средствами позволяет получать публикации по запросу с разными критериями выборки. Например, вывод чертежей с заданной степенью детализации, вывод объектов, видимых в заданном сечении, выборка объектов с заданными свойствами и т.п.

Это подход сейчас уже находит отражение в разработках всех ведущих поставщиков программного обеспечения. В частности, поставщиками САПР (CAD/CAM) признано, что для передачи данных в другие системы только графических (геометрических) данных недостаточно. Необходима возможность связывания графических объектов с другими данными. Для этой цели используется формат SVG (основанный на XML-языке), позволяющий не только описывать графические данные, но и связывать их с другими типами данных. При этом поисковые машины производят поиск информации в чертежах так же, как и в обычных текстовых файлах.

Что представляют собой чертежи в XML (SWG)-представлении?

Любой документ в XML-технологии может состоять (в основном) из 4 частей: XML-контент; XML-схемы; стилевые таблицы; таблицы преобразований.

XML-контент это содержимое чертежа. С одной стороны, это аналог DXF-формата, когда в текстовом виде передается информация о самом чертеже (линии, блоки, имена, слои и т.п.). А с другой – более богатое представление, включающее и структурные, и семантические связи между элементами.

XML-схемы – это описание типов данных чертежа и их взаимные связи (то есть некий аналог оглавления).

Стилевые таблицы – это способы вывода данных на различные внешние устройства (плоттер, принтер, экран).

Таблицы преобразований – некий аналог SQL-запросов в реляционных БД. На основании такого запроса, формируется таблица преобразований (тоже XML-документ), и после применения к чертежу (XML-контенту) из чертежа выбирается только та информация, которая была затребована в запросе. Например, вывод только одного слоя чертежа или всех указанных объектов, или всех объектов, связанных с данным объектом.

Такой подход (представление) обеспечивает чертежу: независимость представления от программы, в которой он был создан; независимость вывода на внешние устройства; постоянное развитие информации во времени.

А самое главное, такой подход обеспечивает раздельную работу над контентом (содержимым чертежа), структурой чертежа, способами вывода на внешние устройства и запросами к структуре и контенту чертежа. Каждая часть может создаваться и развиваться отдельно. Например, еще до начала черчения может быть уже указана (разработана) структура чертежа.

Кроме этого, чертеж может выводиться и анализироваться с различной степенью абстракции. Даже если имеется уже детализированная сборка, можно заказать для отображения только компоновочные контуры (это определенный уровень в дереве узлов). То есть вместо целого чертежа по запросу можно выводить либо его отдельные фраг- менты, либо отдельные детали и узлы, либо все, но с указанной степенью детализации.

Причем если вспомнить, что это все же не чертеж, а именно информационная модель, то вместе с графическим куском, могут выводиться и другие типы данных, относящиеся к настоящему элементу (экономические данные, данные о материалах и т.п.).

С развитием информационных технологий стирается традиционная грань между чертежами и текстом. Есть только информация, которую можно представить разными способами. Основной задачей при этом становится максимальная понимаемость человеком информации и возможность ее автоматизированной обработки.

Этот подход не противоречит традиционной технологии проектирования и документирования. В узле информационной модели может лежать и традиционный чертеж, и эскиз, и отсканированный чертеж из архива. Данный подход позволяет значительно ускорить процесс конструирования и документирования за счет того, что уже в самом начале определяются полочки, где должна ле- жать определенная информация, а заполнение этих полочек уже идет по определенному плану по мере готовности той или иной формы представления.