Najznámejšie CA systémy

 

            CAD (Computer Aided Desing) predstavuje počítačový návrh, resp. počítačom podporovaný návrh súčiastky alebo počítačovú podporu tvorby konštrukčnej dokumentácie. Ide o programové vybavenie pre geometrické a matematické modelovanie súčiastok a ich vlastností. Patria sem úlohy interaktívneho modelovania a konštruovania, vytváranie geometrických modelov a objektov, manipulácia s modelmi a transformácia týchto modelov do digitálnej formy. Okrem grafických činností CAD systémy umožňujú realizovať aj rôzne inžinierske výpočty a analýzy. Najznámejšia z nich je metóda konečných prvkov (FEM).

    Počítačová technika pri konštrukčnom návrhu sa zo začiatku využívala len na racionalizáciu práce pri kreslení. Postupne tieto systémy umožňovali modelovať okrem geometrických i fyzikálne vlastností, analyzovať a simulovať navrhnuté vlastnosti. Nastáva prechod od dvojrozmerného (2D) modelovania na objemové (3D) a parametrické modelovanie. CAD systémy sú v súčasnosti komplexné systémy slúžiace na návrh súčiastky, zahrňujú všetky aktivity realizované počas konštrukčného návrhu súčiastky, počínajúc grafickým návrhom (modelovanie), uskutočnením množstva rôznych inžinierskych výpočtov a analýz, končiac tvorbou výkresovej digitalizovanej dokumentácie z modelu súčiastky a vizualizáciou alebo celej zostavy.

            CAPP (Computer Aided Process Planning) – reprezentuje počítačovú podporu pri návrhu a tvorbe technologickej dokumentácie. Na základe konštrukčnej dokumentácie, respektíve CAD dát, sa navrhuje technologická dokumentácia. V technologickej dokumentácii sú informácie, ktoré určujú ČO sa ide vyrábať, AKO (aké výrobné metódy), KDE (na akom strojnom zariadení), Čím (akými nástrojmi, pri akom upnutí a pod.) a za AKÝCH podmienok (technologické podmienky). CAPP systémy umožňujú vytvárať rôzne formy technologickej dokumentácie (slovné, obrázkové technologické postupy, NC programy). Výstupom CAPP

systémov je technologická dokumentácia, ktorá slúži okrem potrieb samotnej výroby aj pre operatívne plánovanie a riadenie výroby. Väčšinou sú CAPP systémy vytvárané v databázových systémoch. CAPP systémy tvoria dôležité prepojenie medzi CAD a CAM systémami – t.j. medzi konštrukčným návrhom a samotnou výrobou.
            CAM (Computer Aided Manufacturing) – označenie pre oblasť výroby podporovanú počítačom. CAM je možné chápať na dvoch úrovniach – ako určitý konkrétny systém (CNC riadenie a NC stroj) alebo ako určitý komplexný pohľad na počítačovú podporu vo výrobe. Pod CAM je preto možné si predstaviť aj široký komplex strojného, manipulačného, transportného, meracieho, kontrolného a pomocného zariadenia, ktoré je riadené počítačom počas realizácie súčiastky vo výrobnom procese. CAM ako software slúži na prípravu CAPP dát vo výrobnom procese a na uskutočnenie simulácií výrobného procesu. Zo širšieho hľadiska je to použitie počítačových systémov priamo vo výrobnom procese. CAM systémy zahrňujú počítačovú simuláciu procesov, počítačové číslicové riadenie (CNC) výrobnej techniky, robotov, medzioperačnej dopravy výrobkov, polotovarov, náradia a pod. Patrí sem počítačové operatívne riadenie výroby na dielenskej úrovni, číslicovo riadené výrobné systémy, automatizované dopravníky, automatizované sklady a pod.

                CAD/CAM – (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing) – je počítačom podporovaný systém s integrovanou podporou návrhu a súčasne aj výroby súčiastky. Zriedkavo sa používa aj skratka CADM (Computer Aided Design and Manufacturing). Postupne s vývojom CAD, CAPP a CAM systémov sa začali vyvíjať systémy, ktoré integrovali reťazec činnosti návrh súčiastky – návrh technológie – výroba do jedného systému. Systémy CAD/CAM integrujú modelovanie súčiastky a jeho konštrukčný návrh, návrh technologickej dokumentácie vo forme NC programov a operatívne riadenie výroby do jedného počítačového systému. CAD/CAM systémy sú v súčasnosti veľmi populárne a prežívajú svoj „boom“. Výhodou týchto integrovaných systémov je ich schopnosť riešiť komplexné a zložité úlohy. Bez ich nasadenia je v mnohých prípadoch výroba najmä  tvarových plôch veľmi zložitou a časovo náročnou činnosťou. Svoje uplatnenie našli predovšetkým v oblasti frézovania 3D plôch. Integrujúcou časťou CAD/CAM systémov je model výrobku a vnútorná databáza systému.
            CAQ (Computer Aided  Quality) predstavuje počítačom podporovanú kvalitu, pričom CAQ lepšie vystihuje pojem počítačom riadená kvalita. Počítačové riadenie kvality sa prelína všetkými CA systémami, pretože riadenie kvality sa nechápe len ako „výstupná kontrola“, ale ako neustály proces ovplyvňovania a zlepšovania kvality vo všetkých stupňoch realizácie súčiastky. To znamená aj v konštrukcií a technológií, v samotnej výrobe, počas montáže a v iných činnostiach. Ide o zabezpečenie kontroly výrobku a riadenie kvality výrobku. Okrem sledovania parametrov vyrábaných súčiastok slúži aj na sledovanie parametrov výrobných strojov, zariadení a nástrojov. Základom aplikovania CAQ systémov sú štatistické metódy. Ide o komplexnú starostlivosť o kvalitu výrobku. V súčasnosti majú CAQ systémy veľký význam najmä z hľadiska zavádzania noriem radu ISO 9000.

    Pre oblasť počítačovej podpory, riadenia a zabezpečenia kvality sa okrem označenia CAQ používa aj skratka CAQA (Computer Aided Quality Assurance). CAQ a CAQA predstavujú počítačovú podporu zabezpečenia kvality prostredníctvom plánovania kontrol a meraní, monitorovania a riadenia výrobných a nevýrobných procesov počas celej fázy realizácie súčiastky. Kvalita sa chápe ako komplex vlastností, ktoré je možné ovplyvňovať predovšetkým vrcholovými pracovníkmi (svojimi rozhodnutiami) a najmä v predvýrobných etapách. Systém riadenia kvality sa chápe ako komplexný systém, ktorý zabezpečuje kvalitu na všetkých stupňoch rozhodovania a riadenia. S riadením kvality súvisí aj systém dokumentovania kvality QRS (Quality Report System). Ako súčasť CAQ je možné považovať systém CAT (CA Testing – skúšanie, kontrola). Je to počítačová podpora testovania, skúšania, kontroly a merania súčiastky, ale aj parametrov strojného a pomocného zariadenia vo výrobe.

                CAE (Computer Aided Engineering) – počítačom podporované inžinierstvo – tento pojem je skôr známy ako automatizácia inžinierskych prác (AIP), respektíve počítačom podporované inžinierske práce. Často sa týmto pojmom komplexne označuje počítačová podpora inžinierskych prác v predvýrobných etapách a zahŕňa systémy ako CAD, CAD/CAM a CAPP. Myslia sa tým všetky činnosti vo vývojovo-návrhovej etape, keď je súčiastka podrobovaná mnohým analýzam, testujú sa rôzne varianty, optimalizuje sa návrh a pod. Je to komplexné pomenovanie počítačovej podpory návrhovej etapy. V spojitosti s názvom CAE je možné sa stretnúť s rôznymi kombináciami pomenovania CA systémov ako CAD/CAE, CAD/CAM/CAE a pod. Ide o vyjadrenie komplexnosti systému s dôrazom na jeho možnosť uskutočniť rôzne výpočty a analýzy.

            PPS (Production Planning System). PPS systémy majú za úlohu plánovanie a riadenie výroby tak , aby bola výroba optimálna z kapacitného, ekonomického a časového hľadiska. Ide o úlohy ekonomických kalkulácií, vytvárania optimálnych ročných, mesačných, denných výrobných plánov s ohľadom na výrobné kapacity výrobných zariadení a pod. I keď v názve nie je priamo slovo computer, sú v súčasnosti tieto systémy zväčša podporované počítačom. Niekedy  sa tieto systémy označujú aj ako CAPC (Computer Aided Production Control) alebo synonymom CAPM (Computer Aided Production Management). PPS systémy vychádzajú z plánovania materiálových požiadaviek (Material requirement planning – MPR). Dôležitým činiteľom vzhľadom na MRP systémy sú informácie z kusovníkov. Novú generáciu a rozšírenie možností MPR systémov predstavujú MPR II (Manufacturing Resources Planning). MPR a MPR II predstavujú metodológiu plánovania a riadenia výrobných operácií.

          CAPE (Computer Aided  Production Engineering) je subsystémom počítačom integrovanej výroby (CIM) a zahŕňa počítačovú podporu všetkých činností spojených s výrobou súčiastky (programovanie výrobnej techniky, obslužných, dopravných a skladovacích zariadení, meranie, skúšanie a diagnostika súčiastok a zhotoveného výrobku). Táto etapa počítačovej podpory plynule nadväzuje na počítačovú podporu v technickej (konštrukčnej a technologickej) prípravy výroby a je nevyhnutná pre zabezpečenie podmienok súbežného inžinierstva ( Concurrent Engineering). CAPE je širšie pomenovanie CA systémov  podporujúcich technologicko-realizačnú etapu. Preto sa CAPE chápe ako počítačová podpora výrobného inžinierstva.

Veľkú úlohu pri zavádzaní počítačových systémov v strojárskej praxi má ich vzájomná komunikácia. Význam integrovania CA systémov sa umocní, ak sú integrované s automatizovanými výrobnými zariadeniami a tvoria tak základ integrovanej výroby. Význam a efektivita jednotlivých CA systémov sa preto stráca, ak nie sú navzájom integrovateľné do vyšších celkov. Náklady, ale predovšetkým predlžovať priebežné časy v predvýrobných etapách, čo negatívne vplýva na úspešnosť predaja súčiastky. Ideálny prípad by spočíval v plnej kompatibilite a dátovej integrovateľnosti všetkých existujúcich počítačových systémov v podniku. Integrácia neznamená len dátovú kompatibilitu CA systémov, ale predstavuje aj riešenie komunikácie, zdieľania a interpretácie dát. Integrácia CA systémov vyžaduje nový pohľad na organizáciu v podniku a predovšetkým na zmenu mnohých kompetencií a právomocí zodpovedných pracovníkov. Pozitívnymi črtami takého riešenia je sprehľadnenie technickej dokumentácie, vyššia efektivita inžinierskych prác, skracovanie priebežných časov, flexibilita na zmeny vo výrobe a na zmeny od zákazníkov. Na druhej strane stojí neochota pracovníkov čokoľvek meniť, vyššie nadobúdacie náklady, očakávanie okamžitých prínosov a s tým spojená nedôvera v takéto riešenia, vyššia miera zodpovednosti, sústavné vzdelávanie ľudí a pod. Sú to dva póly integrácie, dva pohľady na integráciu CA systémov, presadenie takéto riešenie závisí od ľudí a od ochoty prijať nový koncept riadenia výroby.

                CIM (Computer Integrated Manufacturing) nepredstavuje systém ale integráciu systémov zúčastňujúcich sa priamo alebo nepriamo na realizácii súčiastky. CIM predstavuje komplex navzájom integrovaných CA systémov, ktoré sa zúčastňujú pri realizácii súčiastky. Je to pohľad na integráciu počítačom podporovaných systémov vo všetkých etapách výroby. Ako základ pre širšiu integráciu CA systémov v podniku sa uvažujú predovšetkým nasledovné CA systémy: CAD, CAD/CAM, CAM, CAPP, CAQ a PPS systémy. Časom vzniklo viacero konceptov počítačom integrovanej výroby, pričom nadšenie v prvotných fázach vystriedala skôr skepsa v neskoršom období.