Какие материалы используются в производстве керамики. Керамические материалы в строительстве. Этапы подготовки глины к работе

СОВРЕМЕННЫЕ САПР ТП И ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

Современное машиностроительное производство испытывает постоянно возрастающую потребность в полноценных высокоэф­фективных САПР ТП различного назначения.

До начала 90-х гг. XX в. в отечественном машиностроении, за редким исключением, применялись САПР ТП отечественной раз­работки. Многие предприятия и, прежде всего оборонно-промыш­ленного комплекса создавали, эксплуатировали и тиражировали собственные системы. Наряду с эффективно работавшими САПР ТП существовало значительное число систем, не отвечавших предъявляемым к подобным системам требованиям, имевших весь­ма ограниченные области применения, малую надежность и т.д. Необходимость работы с такими системами часто вызывала у тех­нологов-проектировщиков негативное отношение к самой идее автоматизации проектирования ТП.

В конце XX в. политика предприятий в области САПР ТП серьез­но изменилась. Предприятия перестали разрабатывать собственные системы и начали покупать лицензионные САПР ТП необходи­мой конфигурации и функционального назначения. Число отече­ственных разработчиков САПР ТП резко сократилось. На рынок стали поступать зарубежные системы. Однако, если адаптация САПР К зарубежной разработки к отечественным условиям при­менения и ее «русификация» проходят сравнительно просто, то аналогичные действия с САПР ТП часто вызывают серьезные за­труднения. Прежде всего, сказываются различия в нормативных базах (отечественные стандарты не совпадают с зарубежными). Не совпа­дают марки используемых материалов, разнятся методики опреде­ления их характеристик. Не совпадает общая методология проек­тирования ТП, подходы к определению режимов обработки, оценки возможных сил резания и т. д. Все это накладывает серьезные огра­ничения на конкурентоспособность САПР ТП зарубежной разра­ботки на отечественном рынке.

Рыночной «нишей» САПР зарубежного производства на отече­ственном рынке можно считать САПР К и САП. Создание САПР маршрутной и операционной технологий для использования на отечественных предприятиях следует считать прерогативой отечественных разработчиков. На некоторых отечественных предприя­тиях уже начали применять «связки» САПР зарубежной и отечественной разработки: автоматизированное конструирование изделия и его элементов выполняют с помощью зарубежной САПР, а технологическую подготовку - с помощью отечественной САПР ТП. При интеграции систем становятся первоочередными проблемы совместимости форматов экспортируемых (импортируемых) данных.

Рассмотрим реализации некоторых отечественных САПР ТП, находящих применение в промышленности.

КОМПАС-Автопроект . Разработчик - компания АСКОН. Комплекс КОМПАС-Автопроект ориентирован на использование в интегрированных системах автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий, как средство автоматизации ТПП.

КОМПАС-Автопроект начиная с версии 9.3 является сервером автоматизации, предоставляющим клиентским приложениям для использования свыше 300 различных методов и сервисных программ.

Внешние приложения, работающие с КОМПАС-Автопроект, могут:

Реагировать на события, происходящие на сервере: открытие и закрытие баз данных, смена подсистем, таблиц, изменение данных, завершение приложения и др.;

Получать данные о текущем состоянии системы: содержание активной таблицы, последний выполненный SQL-запрос, конфигурационные настройки, имя пользователя, его ранг и т.д.;

Управлять системой: загружать требуемые базы данных, авто­матически перемещаться по таблицам, копировать информацию из справочников, выделять блоки записей, производить их удале­ние или вставку и т. д.

Открытая архитектура системы позволяет предприятиям самостоятельно разрабатывать новые программные модули, встраивать их в программный комплекс. Использование возможностей серве­ра автоматизации КОМПАС-Автопроект облегчает разработку при­ложений, практически снимает ограничения по адаптации систе­мы под специальные требования заказчиков и обеспечивает реше­ние разнообразных задач ТПП, включая возможности интеграции с уже работающими на предприятии системами ERP/MRP/PLM.

Основным техническим средством рабочего места системы яв­ляется персональный компьютер стандартной конфигурации с операционной системой Windows.

Реализованные технологические модули обеспечивают:

Расчет норм расхода материала;

Расчет режимов резания;

Определение режимов сварки;

Нормирование затрат труда;

Оформление технологической документации на разработан­ный ТП;

Поиск ТП в архиве.

При автоматизированном расчете норм расхода материала учи­тывают нормативы технологических потерь, отходы вследствие некратности размеров исходного материала и т. д. В зависимости от вида и профиля заготовки предусмотрены различные методы рас­чета, например, расчет норм расхода листового материала при индивидуальном раскрое и т.д. Возможна настройка системы на алгоритмы нормирования материала, действующие на предприя­тии. Для оптимального раскроя листового материала предусмотре­на входящая в состав программного комплекса САПР Интех-Рас­крой W/L.

Подсистема расчета режимов резания для методов механичес­кой обработки позволяет определять основное и вспомогательное время соответствующего технологического перехода. Учитывают тип и геометрию обрабатываемого конструктивного элемента, физи­ко-механические свойства материала и состояние поверхностного слоя заготовки, жесткость технологической системы, паспортные данные станка, параметры режущего инструмента и т.д. Вспомога­тельное время на основной переход определяют по общемашино­строительным нормативам. Возможна настройка на различные ал­горитмы расчета, в том числе с использованием методик, приня­тых на предприятии.

При определении режимов для различных способов сварки выполняют выбор необходимых сварочных материалов (электро­дов, сварочной проволоки, защитных газов) и норм их расхода. Учитывают конструктивные элементы сварных швов по действую­щим стандартам, положение шва в пространстве и используемое оборудование.

Предусмотрено нормирование операций по укрупненным ти­повым нормам, а также нормирование отдельных технологических переходов. Нормирование по укрупненным типовым нормам при­меняют в единичном и мелкосерийном производствах. Подробное нормирование по каждому переходу - в крупносерийном и мас­совом. При нормировании учитывают время на установку заготов­ки, на контрольные измерения, а также необходимое подготови­тельно-заключительное время. При определении штучно-кальку­ляционного времени учитывают тип производства, а также все основные составляющие штучного времени.

Возможно оформление различных технологических документов:

Ведомостей для своевременного обеспечения производства ма­териалами, оснасткой или расчета себестоимости изготовления заказа;

Карт (например, операционных).

Программа оформления технологических документов использует специальную пошаговую среду набора и настройки их параметров. Возможно формирование документов в среде MS Ехсе1, их вставка в карты эскизов из CAD-систем, добавление в карты любых текстовых документов, в том числе и подготовленных в редакторе Microsoft Word.

Поиск ТП в архиве выполняют по содержанию технологических операций и переходов. Пользователь может вести поиск ТП по используемому оборудованию, режущему инструменту, средствам измерения и т.д. Технологические решения, реализованные в найденном ТП, можно использовать в дальнейшем, как решения-аналоги.

КОМПАС-Автопроект комплектуется по модульному принципу. Это позволяет организовать рабочие места технологов для различных видов производства, а также рабочие места специалистов по расцеховке, материальному и трудовому нормированию. При создании на предприятии единого комплекса автоматизации конструкторско-технологической подготовки хранение информации, созданной в КОМПАС-Автопроект, выполняет система управления ЖЦИ ЛОЦМАН: PLM (или другая PDM/PLM система).

КОМПАС-Автопроект может взаимодействовать с системой трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D, выполняющей функцию САПР К, к тому же дополняемой системой прочностного анализа. Последнюю используют для обоснованного выбора материала детали из встроенного справочника, содержащего информацию более чем о 500 металлических и таком же числе неметаллических материалов.

Комплекс КОМПАС-Автопроект 9.4 клиент-серверная версия состоит из двух подсистем КОМПАС-Автопроект-Технология и КОМПАС-Автопроект-Спецификации.

Подсистема КОМПАС-Автопроект-Технология обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП основных видов производств;

Автоматическое формирование стандартного комплекса технологической документации и документов произвольной формы формате MS Excel;

Оперативный просмотр графики: чертежей деталей, инструмен­тов, операционных эскизов, карт наладок и т.д.;

Интеграцию с системами ЛОЦМАН: PLM, PartY Plus, Team-Center, Baan;

Расчет режимов резания;

Трудовое нормирование технологических операций;

Возможность настройки образцов технологических документов;

Перевод технологий на иностранные языки;

Возможность разработки пользователем подсистем проектирования технологий для различных видов производств;

Автоматизированное формирование кода детали в соответствии
с ЕСКД и ТКД;

Выполнение расчетных процедур.

Автоматизированное проектирование ТП выполняют в следую­щих режимах:

На основе ТП-аналога с автоматическим выбором соответ­ствующей технологии из архива по различным критериям, в том числе и по конструкторско-технологическому коду детали;

С использованием типового ТП;

С использованием библиотеки типовых технологических операций и переходов;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризованного чертежа или эскиза КОМПАС;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе расчет­ных данных или таблицы типоразмеров изготавливаемых деталей.

Продукты КОМПАС успешно интегрируются с зарубежными САПР. При автоматизации проектирования изделий и их элементов на некоторых предприятиях используют «связку» Unigraphics-KOM-ПАС 3D. При автоматизации ТПП применяют «связку» КОМПАС-Автопроект-Cimatron (подготовка управляющих программ для обо­рудования с ЧПУ).

T-FLEX (интегрированный комплекс программ). Разработчик - компания «Топ Системы» включает:

САПР К (CAD-систему) T-FLEX CAD;

САП (САМ-систему) T-FLEX ЧПУ;

систему автоматизации инженерных расчетов (САЕ-систему) T-FLEX/Euler;

САПР ТП (САРР-систему) T-FLEX/ТехноПро;

PDM-систему T-FLEX DOCs.

Комплекс ориентирован на использование в качестве основы (ядра) интегрированной системы автоматизированной поддержки и управления ЖЦИ и реализуется на персональных компьютерах стандартных конфигураций с операционной системой Windows.

Каждый компонент комплекса может использоваться автоном­но, иметь современный интерфейс. В набор выполняемых функций входят все стандартные операции, производимые системами сред­него уровня.

Одной из основных идей, заложенных в программные продук­ты T-Flex, является идея параметризации - стремление получить конкретный объект проектирования, например, модель конкрет­ной детали, путем соответствующего изменения (или задания) необходимых значений параметров имеющейся параметризован­ной модели объекта.

Компонент САПР К представлен системой плоского (T-FLEX CAD 2D) и трехмерного (T-FLEX CAD 3D) моделирования среднего уровня. Система плоского моделирования позволяет создавать параметрические модели деталей неограниченной сложности. Tpeхмерное твердотельное моделирование базируется на использовании ядра Parasolid фирмы EDS.

После создании чертежа или трехмерной модели в T-FLEX САЕ данные о ее геометрии, размерах и технических условиях мог быть переданы в полуавтоматическом или автоматическом режиме в систему T-FLEX/ТехноПро, где будет получен комплект документов в соответствии с ЕСТД.

Разработчики комплекса считают, что параметрические изменения исходных конструкторских моделей деталей приведут к необходимым автоматическим изменениям в технологической доку­ментации. Аналогичная ситуация прослеживается и на примере связки T-FLEX CAD-T-FLEX ЧПУ: благодаря полной интеграции этих систем технологу становятся доступны все параметрические инструменты конструктора. При изменении чертежа или трехмерной модели изменяется управляющая программа, которая по отдельной команде может быть сохранена в PDM-системе.

В САПР ТП T-FLEX/ТехноПро используют параметрическое технологическое проектирование. В базе данных системы хранят параметрические ТП, соответствующие параметрическим моделям изделий в интегрированной с ней САПР К. Процесс проектирования сводят к адаптации параметрической модели ТП, играющей роль ТП-аналога, к конструктивно-технологическим характеристикам конкретной детали, корректировке полученного единичного ТП и его редактированию. Последние действия обязательны, так как количественные изменения параметров модели детали могут привести к качественным изменениям технологических решений. Для спроектированного процесса формируют новый комплект технологических документов, который в виде объектов T-FLEX DOCs сохраняют в базе PDM-системы.

Входящие в комплекс T-FLEX системы подготовки программ для станков с ЧПУ - системы T-FLEX ЧПУ 20 и T-FLEX ЧПУ 30 - позволяют создавать управляющие программы практически для всех существующих сегодня видов обработки: электроэрозионной, лазерной, токарной, сверлильной, фрезерной (2 - 5-координатной) и гравировки. Архитектурно эти системы встроены в конструкторскую систему T-FLEX CAD, т.е. имеют общий интерфейс моделирования и общее параметрическое ядро. Это позволяет создавать программы ЧПУ, ассоциативно связанные с конструкторской геометрией 2D- и ЗD-моделей. При изменении геометрии деталей по определенным параметрам происходит автоматизированное изме­нение управляющих программ для их обработки.

Используя ассоциативно связанные модели деталей и программ ЧПУ, специалисты могут применять на предприятиях типовые решения путем заимствования проектов в базе знаний T-FLEX DOCs с последующим изменением параметров в T-FLEX CAD и с получением управляющих программ в T-FLEX ЧПУ.

Созданные управляющие программы сохраняют в T-FLEX DOCs, где для их просмотра (имитации обработки с учетом съема материала) может использоваться ряд модулей, входящих в блок САМ-систем комплекса T-FLEX-T-FLEX NC Tracer. Имитация осуществляется для фрезерной (2 -5-координатной), токарной и сверлильной обработок.

Цикл подготовки и отработки управляющей программы вклю­чает в себя:

Моделирование изготавливаемой детали - CAD/CAM-система, построение траектории с использованием линейной аппрокси­мации;

Трансформация - пересчет координат траектории с учетом вылета инструмента, габаритов оснастки;

Постпроцессор - пересчет координат траектории с учетом кинематики станка;

Стойка ЧПУ - интерполяция координат в управляющей про­грамме.

Применение единого математического обеспечения для ТПП и управления станками с ЧПУ позволяет минимизировать погреш­ности математических преобразований, накапливающиеся в уп­равляющей программе. Библиотека постпроцессоров ориентиро­вана на широкий спектр систем ЧПУ, применяющихся в промыш­ленности.

Система T-FLEX /Технология, по замыслу разработчиков, по­зволяет осуществить параллельную работу конструкторских и тех­нологических подразделений предприятия. Конструктор создает чертежи изделия в T-FLEX CAD, затем эти чертежи поступают к технологу, который связывает параметры конструкции с исход­ными данными для формирования технологических операций, вносит недостающую технологическую информацию (сведения об элементах конструкции). Таким образом, исходные данные систе­ма считывает с конструкторского чертежа и далее использует для расчета параметров ТП изготовления изделия. Любые изменения размеров, допусков, шероховатостей или других обозначений на чертеже приведут к перерасчету параметров переходов. Совмест­ное использование данных систем также позволяет избежать двой­ного ввода информации и избежать ошибок, связанных с «челове­ческим фактором».

Разработаны локальная и коллективная (работающая в среде T-FLEX DOCs) версии системы, при этом использована мощная промышленная СУБД MS SQL Server.

Система создана как средство, не подменяющее технолога, но существенно ускоряющее и упрощающее проектирование техно­логии, расчет режимов обработки, норм и технологических размерных цепей, формирование текстов переходов, выбор необходимой технологической оснастки, формирование документации и операционных эскизов.

T-FLEX/Технология обеспечивает автоматизированную разработку маршрутной, маршрутно-операционной и операционной технологий, включая следующие операции: заготовительные, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарные, сборки и др. Диалоговый режим обеспечивает формирование ТП путем выбора необходимых операций, переходов и оснасткой из справочников системы, причем создаваемые таким образом ТПмогут служить основой для их использования в дальнейшем в качестве ТП-аналогов. Используя диалоговые средства системы, можно добавлять или изменять операции, переходы, их последовательность и технологическое оснащение в них.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В ней содержатся данные о наименова­ниях операций, оборудовании, приспособлениях, вспомогательных материалах, режущих, измерительных и вспомогательных инструментах, заготовках, комплектующих для сборочных ТП и др. К каждому типу технологического оснащения в информационной базе можно добавлять параметры, признаки классификации и иллюстрации. Ускоренный подбор оснащения позволяет управлять каждым последующим этапом подбора в зависимости от выбора на предыдущем этапе.

Средства проектирования дополнены базами данных, содержа­щими расчеты режимов обработки, трудоемкости, межоперационных размеров и расхода материалов. Базы данных открыты для изменения и добавления методик, расчетных алгоритмов и табличных данных.

Technologi CS . Разработчик - компания Consistent Software. Комплекс, объединяющий программные продукты Mechani CS и Technologi CS, может рассматриваться как интегрированная САПР, формирующая единую систему технической подготовки производ­ства и общую базу конструкторско-технологической информации.

Система Mechani CS обеспечивает:

Формирование чертежей и спецификаций по ЕСКД, конструкторской информации в единой системе ТПП;

Автоматизацию нормоконтроля.
Система Technologi CS обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП;

Материальное и трудовое нормирование;

Выполнение автоматизированных расчетов на узел, изделие, производственную программу:

Определение потребности в материалах, стандартных изде­лиях, комплектующих, инструменте и т.д.;

Определение сводной трудоемкости;

Оценку загрузки оборудования;

Расчет длительности производственного цикла.

Каждая из систем может использоваться автономно и реализоваться на базе персональных компьютеров стандартной конфигу­рации в операционной системе Windows.

Система Technologi CS наряду с автоматизацией проектирова­ния ТП позволяет формировать необходимую информацию для планирования, диспетчеризации и управления производством.

Проектирование ТП в системе выполняют на основе процес­сов-аналогов. Разработчики системы при ее создании исходили из следующих основных принципов:

Технолог не должен многократно описывать ТП (т. е. единож­ды разработав типовой или групповой ТП, он должен использо­вать его при работе с единичным);

Документация (в том числе ведомости деталей, включающие перечень операций по типовому ТП и их индивидуальные особен­ности) должна формироваться автоматически;

Система должна хранить в единичном ТП связи операций, выполняемых по типовому (групповому ТП), с процессом-анало­гом, чтобы обеспечить в нем необходимые изменения;

Технолог, работая со сквозным единичным ТП, должен иметь информацию о том, какие операции этого ТП принадлежат различным типовым и групповым процессам.

Для разработки и хранения процессов-аналогов в системе пред­назначен отдельный справочник.

Процесс-аналог (например, типовой ТП), содержит исчерпы­вающий перечень технологических операций, характерных для всех деталей, изготавливаемых на его основе. Для каждой операции могут указываться оборудование, переходы, инструмент, вспомогатель­ные материалы и режимы, являющиеся общими для всей сово­купности деталей, изготавливаемых по данному ТП.

Перенос информации о типовом ТП при проектировании на его основе единичных ТП проводят, используя параметры двух типов:

Технологический передел (вид обработки);

Уникальный номер операции в типовом ТП.

Параметр «Технологический передел» - ссылочного типа: он ссылается на специально заведенный справочник переделов. Такой параметр должен иметь каждый элемент типового (группового) ТП, поскольку именно он служит тем самым признаком, который в единичных ТП отличает элементы типового ТП от остальных. Каждому технологическому переделу соответствует собственный вид комплекта документации.

Параметр «Уникальный номер операции в типовом ТП» необ­ходим для автоматического формирования перечня операций для деталей в ведомостях (используется для групповых ТП): он под­ключается только к операциям ТП.

Детали, обрабатываемые по типовому ТП, группируют в виде спецификации к соответствующему элементу номенклатуры (в данном случае - к элементу справочника ТП). Для создания спецификации технологу предоставляются средства поиска, группировки и сортировки деталей по различным признакам, например, по типу покрытия.

Структуру единичного ТП определяет технолог. Используя типовые ТП, он помещает в нужные (по его мнению) места фрагменты процесса-аналога или даже процесс целиком, например, процесс нанесения гальванического покрытия. Включение фрагментов типового ТП в единичный проводят методом копирования и вставки: Выделить все/ Копировать/ Вставить. После завершения проектирования единичного ТП необходимая технологическая документация формируется автоматически.

Информация о единичных ТП хранится в соответствующей базе данных и может быть использована для формирования производственных планов и пооперационного учета их выполнения.

ТехноПро (комплекс технологического проектирования и подго­товки производства). Разработчик - корпорация «Вектор-Альянс».

Комплекс ориентирован на использование в качестве техноло­гического ядра системы автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий.

Предусмотрена поставка комплекса в трех версиях:

ТехноПро Базовая - базовая версия для работы на локальных рабочих местах или в сетях для нескольких пользователей;

ТехноПро Стандартная - клиент-серверная стандартная версия для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой;

ТехноПро Основная - клиент-серверная версия с максимальными возможностями, содержит уникальные средства автомати­ческого проектирования и создана для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой.

Здесь под SQL-базой понимают базу данных с промышленной СУБД MS SQL Server для хранения больших объемов информации.

Являясь минимальным компонентом комплекса, система Тех­ноПро Базовая содержит все средства, необходимые для проекти­рования ТП.

ТехноПро Базовая обеспечивает поддержку проектирования операционной технологии, включая заготовительные операции, операции механической и термической обработки, нанесения по­крытий, слесарные операции, операции технического контроля, сборки, штамповки, сварки и др. Система формирует операцион­ные, маршрутно-операционные и маршрутные технологические карты, ведомости оснастки, карты контроля, материалов и ком­плектующих, титульные листы и прочие технологические доку­менты.

Пользователь сам определяет структуру единичного маршрут­ного ТП, применяя диалоговое редактирование или ТП-аналог. Широко использована конструкторско-технологическая парамет­ризация. Параметрические ТП, названные разработчиками комп­лекса общими технологическими процессами (ОТП), содержат описание технологии изготовления групп, деталей без указания конкретных размеров или исполнений.

При использовании на предприятии типовых или групповых ТП ТехноПро Базовая обеспечивает возможность их параметриза­ции. Такие параметрические ТП могут автоматически пересчитываться, причем информацию для пересчета (описание конструк­ции) можно получить из конструкторских САПР или вести вруч­ную с чертежа, выполненного на бумаге.

Информационное обеспечение комплекса ТехноПро включает пять взаимосвязанных баз данных: изделий и спецификаций, кон­кретных (единичных) ТП (КТП), ОТП, информационной базы (ИБ), базы условий и расчетов (БУР).

Общие технологические процессы используют для параметри­ческого проектирования, как исходный ТП-аналог, единичных, типовых и групповых ТП. В случае проектирования групповых ТП достаточно ввести в систему список деталей, для которых будет формироваться ТП, и варианты размеров или других параметров из таблицы группового чертежа.

В сформированном ТП и в операционных картах система Тех­ноПро автоматически создает таблицы с указанием перечня дета­лей и соответствующих значений технологических (выполняемых) и чертежных значений размеров или иных параметров обрабатыва­емых элементов. Групповые ТП могут быть спроектированы в сис­теме ТехноПро для любых видов производства: литья, штамповки, механообработки, гальванопокрытия, окраски, термообработки и др. После формирования ТП пользователь просматривает и ре­дактирует его в диалоговом режиме.

Интеграция ТехноПро с САПР К создает основу для одновремен­ного (параллельного) выполнения конструкторского и технологи­ческого проектирования. Комплекс обладает интерфейсами с систе­мами T-FLEX CAD, SolidWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics и др.

Для использования комплекса в интегрированных системах ав­томатизированной поддержки ЖЦИ предусмотрены разные вари­анты его взаимодействия с системами PDM и ERP. При формиро­вании такой системы для расширения возможностей PDM или ERP в части управления технологическими данными разработаны подсистемы:

ТехноПро/Производство - сбор любых сводных данных по спроектированным ТП и формирование документов в MS Excel;

ТехноПро/Симас - формирование материальных специфи­каций для расчета потребностей в заготовках и комплектующих;

ТехноПро/Материалы - справочник (база данных) по материалам, сортаментам и комплектующим;

ТехноПро/Планирование - планирование работ и ресурсов.

Интерфейс ТехноКад реализует считывание данных для технологического проектирования с электронных моделей и чертежей, выполненных в CAD/САМ -системах: SoildWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics, Solid Edge, CATIA, Inventor, AutoCAD, T-FLEX CAD; и др.

Интерфейс ТехноКом осуществляет обмен и синхронизацию данных. Этот интерфейс настраивается «под ключ», с учетом конфигурации систем PDM и ERP на конкретном предприятии. Такой подход позволяет организовать комплексы, включающие ТехноПро и следующие системы:

PDM - SmarTeam, Windchill, Teamcenter, Party PLUS, PDM Step Suite, T-FLEX Docs;

ERP - Baan, SyteLine, OneWorld, Sap R/3, Scala, Mfg/Pro, Axapta, Navision, Галактика, Омега, Бэст-Про, 1С;

Другие системы, в том числе разработанные силами предприятий заказчика.

ADEM (интегрированная CAPP/CAD/CAM система). Россий­ский разработчик - компания Omega ADEM Technologies Ltd.

Интегрированная система ADEM, вышедшая на отечественный и зарубежный рынки в середине 90-х гг. XX в., появилась в результате научных исследований, проведенных совместно специалиста­ми России, Израиля и Германии. Задача этих исследований состояла в определении параметров программного комплекса для автоматизации основного объема проектно-конструкторско-технологических работ для предприятий машиностроительного профиля.

Комплекс ADEM состоит из нескольких модулей:

ADEM САРР - система проектирования ТП, которая позволяет с различной степенью автоматизации разрабатывать единичные, групповые и типовые ТП по многим направлениям (механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.);

ADEM CAD - инструмент конструктора, который объединя­ет известные методы геометрического 2D и 3D (твердотельного и поверхностного) моделирования;

ADEM САМ - подготовка управляющих программ для стан­ков с ЧПУ;

ADEM Vault - электронный архив технических документов позволяющий объединить в одном информационном пространств работу конструкторов, технологов и других участников конструкторско-технологической подготовки производства;

ADEM TDM - инструментальная среда, предназначенная для разработки пользовательских приложений.

В системе ADEM САРР сделана попытка повышения эффек­тивности технологического проектирования за счет:

Дружественного пользовательского интерфейса (представле­ние ТП в виде дерева, контекстно-зависимое меню и др.);

Интеграции с другими модулями системы;

Использования эффективных методов и способов модификации структуры и состава ТП;

Возможности сохранения частей ТП (операций, переходов и пр.) с целью дальнейшего их использования;

Возможности использования общей для предприятия норма­тивно-справочной информации, актуальной в любой момент проектирования.

Входную информацию о детали, для которой проектируют ТП (обозначение, наименование, сведения о материале и др.) или импортируют из CAD-системы, либо вручную вводят с клавиату­ры. Предусмотрен выбор информации из справочников базы дан­ных системы.

Последовательность операций (маршрутный ТП) определяет пользователь-технолог. Наименования операций и оборудование выбирают из соответствующих справочников. С каждой операцией может быть связан операционный эскиз или карта наладки. Чер­теж или эскиз может быть подготовлен как в системе ADEM, так и импортирован из других систем. Для этого ADEM содержит ряд встроенных конверторов (DXF/DWG, SAT, IGES, STEP и др.). Предусмотрена возможность проектирования ТП на основе типо­вых ТП-аналогов, путем модификации структуры и параметров последних их редактированием.

Переходы, образующие операции, условно разбиты на три груп­пы: установочные, основные и технического контроля. Основные переходы соответствуют конкретной выбранной операции. При формировании текста перехода технолог может использовать чер­теж (скалывание размеров и другой различной текстовой инфор­мации). На основе заданных или определенных по нормативам ре­жимов резания система рассчитывает основное время на переход.

При выборе технологической оснастки используют базы дан­ных приспособлений, вспомогательного, режущего, слесарного, мерительного (универсального и специального) инструмента.

Вся введенная и полученная в процессе проектирования ТП информация помещается в макеты технологических документов. Макеты создают в модуле ADEM CAD, поэтому для их создания и просмотра дополнительное программное обеспечение не требует­ся. С системой ADEM стандартно поставляется набор макетов для формирования полного комплекта документации технологическо­го назначения в соответствии с ЕСТД.

Модуль ADEM CAM обеспечивает подготовку управляющих программ для токарных, фрезерных (с управлением по 2,5 - 5 координатам, в том числе и высокоскоростных), электроэрозион­ных (с управлением по 2-4 координатам) и других станков с широким спектром систем управления.

TECHCARD (комплекс средств автоматизации ТПП). Разработчик - НПП «ИНТЕРМЕХ» (Республика Беларусь). Являясь сис­темным центром компании Autodesk, НПП «ИНТЕРМЕХ» постав­ляет отечественным предприятиям, кроме указанного комплекса, широкий спектр программных продуктов, в частности:

SEARCH - система ведения архива технической документа­ции предприятий и управления данными об изделиях;

CADMECH - многофункциональное приложение для систем трехмерного моделирования;

ROTATION - система проектирования деталей типа тел вращения;

LCAD - программный комплекс автоматизации разработки
технологического планирования производственных цехов и участков.

В состав комплекса TECHCARD для организации рабочего ме­ста технолога входят:

САПР ТП изготовления деталей для различных видов произ­водств (механообработка, термообработка, сварка, сборка, гальваника, окраска и т.д.);

САПР машиностроительных чертежей для построения и оформ­ления операционных эскизов или любых графических изображе­ний, вводимых в технологический документ, работающая в среде AutoCAD;

Система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации;

База данных технологического назначения, включающая в себя нормативы времени на основные и вспомогательные работы; иллюстрированный классификатор оборудования с указанием его характеристик и размещения по цехам и участкам; иллюстриро­ванный классификатор средств технологического оснащения с ука­занием их характеристик; данные об основных, вспомогательных материалах, видах заготовок и их применяемости; классификатор технологических операций и типовых переходов; справочные дан­ные для определения параметров операционной технологии; биб­лиотеки типовых ТП; рекомендуемые режимы резания.

Проектирование ТП выполняют в диалоговом режиме по ТП-аналогу или с использованием базы данных. Возможна организа­ция параллельного проектирования сквозного ТП несколькими исполнителями по различным видам производства. Подбор оснаст­ки, оборудования, материалов и исполнителей проводят в автома­тизированном режиме по алгоритмам, настраиваемым пользова­телем. Возможна разработка типовых и групповых ТП.

Комплекс позволяет работать на отдельных специализирован­ных АРМ (расцеховщика для создания и редактирования расцеховочных маршрутов; специалистов материального и трудового нор­мирования; конструктора оснастки; переводчика технологических документов на иностранные языки).

Технологическая документация формируется в полном соответ­ствии с действующими стандартами. Возможно создание любых новых форм документов и ведение архива технологической доку­ментации посредством взаимосвязи с системой SEARCH.

Комплекс интегрируется с любой системой управления и пла­нирования, используемой или выбранной на предприятии. Он ори­ентирован на использование в технологических подразделениях, как крупных предприятий, так и небольших производственных орга­низаций, применяющих АРМ технологов на базе персональных компьютеров и локальных сетей. Работает под управлением про­мышленных СУБД Oracle/Interbase/MS SQL.

Усложнение конструкций деталей, необходимость использова­ния в процессах формообразования управления по нескольким координатам, резкое усложнение траекторий формообразования, реализующихся на оборудовании с ЧПУ, требуют постоянного совершенствования систем автоматизированной подготовки управ­ляющих программ (САП). На рис. 7.1 показана схема современной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием средств автоматизации. В той или иной форме данная схема реализуется при применении практически всех САП. Рассмотрим примеры некоторых систем, использующихся в совре­менном отечественном машиностроении.

EdgeCAM. Разработчик - ЗАО «Русская Промышленная компания». Предназначена для автоматизации подготовки управляющих программ токарных, фрезерных, электроэрозионных и других станков с ЧПУ. Реализуется на АРМ технолога-программиста поддержкой 3D моделей деталей.

3D модель детали разрабатывает конструктор, используя программы AutoCAD, CADMECH, Inventor. По окончании разработ­ки конструкторская документация и модель детали поступают архив Search, находящийся на общем сервере организации. При поступлении задания на изготовление данной детали технолог-программист, используя конструкторскую документацию и 3D модель детали, разрабатывает операционную технологию и соответствующую управляющую программу в системе EdgeCAM.

По окончании работы управляющая программа по локальной сети копируется на сервер управления программ. При поступлении заготовки оператор станков с ЧПУ вызывает программу с сер­вера и после ее проверки и наладки станка приступает к обработке заготовки.

ГеММа-ЗБ (система геометрического моделирования и программирования для станков с ЧПУ). Разработчик - НТЦ ГеММа.

Обеспечивает подготовку управляющих программ для токар­ных, фрезерных (2-, 3-координатная обработка), электроэрозион­ных (2-, 4-координатная обработка), гравировальных станков с ЧПУ, а также оборудования лазерной плазменной резки и листо-пробивной обработки. Система реализует функции обработки по­верхностей по различным стратегиям, что важно для изготовле­ния деталей по моделям, импортированным из других систем. Воз­можна перманентная коррекция подачи при отработке сложных траекторий с целью оптимизации условий резания и обеспечения высокого качества обработки.

FeMMa-3D работает в едином технологическом комплексе с системой КОМПАС 3D. Модель будущего изделия строится в КОМПАС 3D, а затем передается в систему FeMMa-3D, где созда­ется программа для станков с ЧПУ на изготовление данной мо­дели.

Интерфейс с другими системами реализован через распространенный стандартный формат IGES, который имеется практиче­ски во всех российских и зарубежных CAD-системах. Этот формат позволяет передать любую геометрию, построенную в конструк­торской системе. Модель, переданная в систему FeMMa-3D, без всяких доработок может служить основой для построения управ­ляющих программ для станка с ЧПУ.

Компьютер с системой ГеММа может подключаться непосредст­венно к устройству ЧПУ. Система имеет собственный язык макро­программирования GML (Gemma Macro Language), предназначен­ный для создания макропроцедур (макросов). С помощью макросов по желанию пользователей могут быть описаны необходимые им процедуры, не вписывающиеся в рамки уже действующей систе­мы, например, циклы движения инструментов, не предусмотрен­ные базовой конфигурацией системы.

Анализ состояния отечественных средств автоматизированной поддержки ЖЦИ машиностроения показывает, что отечественный рынок динамично развивается. Расширяется номенклатура средств автоматизации, постоянно растет их качество, расширяются их функции. Пользователями автоматизированных систем представ­ляется все больше возможностей.

Разработка средств автоматизации носит все более комплекс­ный характер. Все большее число разработчиков создает и выстав­ляет на рынок интегрированные системы CAD/CAM/CAPP, CAD/ CAM/CAPP/PDM и др. Проблема системной интеграции, созда­ние единого информационного пространства поддержки ЖЦИ или даже управления им является одной из актуальных проблем разви­тия современных средств автоматизации. С разрешением этой про­блемы связано одно из важнейших направлений совершенствова­ния автоматизированных систем.

Совершенствование систем происходит неравномерно. Наи­больших успехов добились разработчики САПР К и САП (CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем). На базе мощных ядер геометрического моделирования созданы весьма совершенные системы 2D-, 3D-моделирования (поверхностного и твердотельного). Проблему ав­томатизации подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ следует считать в принципе решенной. Современные САП по­зволяют разрабатывать управляющие программы для 2 - 5-ко-ординатной обработки с визуализацией траектории относитель­ного движения инструмента и автоматизированным контролем про­граммы.

Вместе с тем уровень CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем отече­ственной разработки пока уступает лучшим зарубежным аналогам. На отечественном рынке программных средств автоматизации за­рубежные системы данных классов, несмотря на их относительно высокую стоимость, пока успешно конкурируют с отечественны­ми. Некоторые отечественные системы используют базовое про­граммное обеспечение от зарубежных разработчиков, например, ядра геометрического моделирования. Все это указывает на необ­ходимость проведения постоянной работы по совершенствованию и повышению уровня рассматриваемых систем.

Значительно большее число нерешенных проблем связано с автоматизацией проектирования ТП. Практически все отечественные САПР ТП (САРР-системы) не позволяют на сегодняшний день полноценно автоматизировать разработку маршрутного ТП изготовления детали, не говоря уже о сборке. В современных САШ ТП используют в основном проектирование маршрутных ТП на основе аналогов (типовых, групповых ТП, параметризованных моделей ТП, «общих» ТП для группы деталей). Применяют различ­ные методические подходы: уровневое представление ТП, представ­ление ТП в виде «деревьев» и т.д. Роль технолога-проектировщика остается решающей, так как он формирует маршрутный ТП, осно­вываясь на собственных знаниях, опыте, интуиции, предпочтет (зачастую ошибочных). Проектное решение является субъективным.

Между тем ТП - это, в первую очередь, маршрутный ТП и сопровождающая его дополнительная информация о месте его ре­ализации, используемом оборудовании, ожидаемых трудозатратах. Разработанный ТП является носителем информации, используемой в дальнейшем различными подразделениями предприятия для управления текущим производством, анализа и прогнозирования нового.

По-настоящему творческим является именно формирование маршрутного ТП и определение средств технологического оснащения. Все остальное - производное от этого процесса. Однако именно на этом, важнейшем этапе проектирования существую­щие САПР ТП практически не оказывают технологу необходимой интеллектуальной поддержки. Все последующие этапы проектиро­вания менее сложны, но связаны со значительным объемом ру­тинной работы - оформлением технологической документации, составлением различных ведомостей и спецификаций. Эти функции в современных САПР ТП успешно автоматизируют.

Можно утверждать, что подавляющее большинство существующих САПР ТП (как отечественной, так и зарубежной разработ­ки) являются системами автоматизации уровня технологической; операции. Эти системы позволяют поднять производительность труда технолога за счет автоматизации рутинной работы, связанной с процессом проектирования, упорядочения взаимосвязей проекти­ровщиков в процессе работы, предоставления широкого спектра удобных сервисных функций ведения автоматизированных архи­вов и т.д. Указанные факторы способствуют повышению качества труда технологов, так как упорядочивают их работу и позволяют сосредотачивать больше внимания на принятии эффективных тех­нологических решений.

Однако основной резерв повышения качества проектных тех­нологических решений - формирование их высокоэффективных структур, в настоящее время является неиспользованным при созда­нии САПР ТП.

Сходство и неоригинальность используемых при разработке систем научно-методических подходов делает некоторые САПР ТП, похожими и малоразличимыми по возможностям, что существен­но снижает их конкурентоспособность.

Уровень автоматизации ряда областей технологического проек­тирования, например, разработки ТП сборки с выбором необхо­димых методов обеспечения ее качества, остается крайне низким. Некоторые системы, претендующие на автоматизацию проекти­рования процессов сборки, на самом деле предлагают пользовате­лю лишь не совсем удобные текстовые редакторы с не слишком полно разработанными макетами текстов отдельных переходов и операций. Собственно проектирование ТП выполняет человек при минимальной информационно-интеллектуальной поддержке системы.

Причинами подобного состояния автоматизации технологиче­ского проектирования являются сложность поставленных проблем автоматизации; неформализуемый на сегодняшнем уровне разви­тия методологии автоматизированного проектирования характер задач; отсутствие эффективных научно-методических подходов к их решению, а иногда и неосведомленность разработчиков о нали­чии таких подходов; необходимость значительных затрат на реше­ние поставленных проблем и т.д.

Объективный ход развития техники, технологии и средств ав­томатизации делает решение поставленных проблем автоматиза­ции проектирования исключительно актуальным, что и определя­ет основные направления совершенствования САПР ТП.

Производственный процесс представляет собой совокупность действий людей и орудий производства необходимых для изготовления изделия. Изделие – любой предмет или набор предметов производства подлежащих изготовлению на предприятии. Место САПР ТП в системе технологической подготовки производства Для подготовки предприятия к выпуску новой продукции необходимо выполнить комплекс работ.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Лекция 1. Основные понятия и место САПР ТП в системе технологической подготовки производства, функции ТПП

1.1. Основные понятия

Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), как видно из названия, предназначена для проектирования технологического процесса. Рассмотрим понятия, входящие в это определение.

Проектирование – разработка описания еще не существующего объекта для его создания по этому описанию.

Объектами могут быть технические система (станок), процессы (технологический процесс), явления, т.е. процессы, происходящие за короткий промежуток времени (тепловые явления).

Нас, конечно, интересует проектирование технологического процесса.

Цель проектирования технологического процесса (цель разработки его описания) – получение для инженерно-технического персонала и рабочих производственных подразделений (цехов, участков) достаточно подробного описания технологических приемов изготовления изделия, с указанием порядка их выполнения и расчетными значениями норм расхода материалов, времени, режимов обработки.

В описание ТП входят маршрутная карта, операционные карты, операционные эскизы, ведомость оснастки. Всю эту технологическую документацию необходимо получить, используя САПР ТП.

Маршрутная карта–это перечень технологических операций с указанием модели оборудования по операциям в порядке их выполнения. В операционной карте приводится описание переходов с указанием режущего инструмента. Оборудование, инструменты связаны с понятием производственного процесса.

Производственный процесс представляет собой совокупность действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления изделия.

В производственный процесс входят не только процессы, непосредственно связанные с изменением формы и свойств обрабатываемых деталей, сборка узлов и изделий, но и все необходимые вспомогательные процессы: складирование, упаковка, отгрузка изделий; ремонт и модернизация оборудования; изготовление инструмента и средств механизации; контроль на всех этапах.

Изделие – любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

Технологический процесс (ТП) – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда (заготовки) и получению изделия с заданными свойствами.

Технологический прием – это конкретное, теоретически или эмпирически (на основании фактов) определенное сложившееся поведение персонала при изготовлении изделия с использованием некоторых средств технологического оснащения.

Технологический процесс механической обработки –это часть производственного процесса, включающая в себя последовательные действия по преобразованию исходной заготовки в готовую деталь путем изменения формы, размеров, состояния поверхностей обработкой металлообрабатывающими инструментами.

Технологическая операция – часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все приемы и действия оборудования и рабочего над одним или несколькими совместно обрабатываемыми предметами труда.

Технологический переход – это технологический прием, являющийся частью операции, выполняемый при обработке одного или нескольких участков поверхности детали одним и тем же инструментом или группой инструментов без изменения режима обработки.

Это определение в полной мере применимо только для операций, выполняемых на обычном оборудовании. При обработке заготовок на станках с адаптивным управлением режимы обработки на протяжении одного перехода могут изменяться.

Технологический проход – часть перехода, заключающаяся в снятии одного слоя материала с обрабатываемой поверхности.

Описание технологического процесса – это представленное на некотором языке изложение способа изготовления изделия, состоящее из упорядоченного набора описаний технологических приемов, включающего в себя сведения о типах и режимах работы используемых средствах технологического оснащения, технологических инструкциях, нормах времени и нормах расхода материалов, и оформленное по установленным нормам.

Описание ТП можно разработать «вручную», без использования средств автоматизации.

Разработка описания ТП с использованием средств автоматизации – это автоматизированная разработка. К средствам автоматизации относятся компьютер и программы. Пакет программ называют «Система автоматизированного проектирования ТП». Если расшифровать слово «проектирование», получится «система автоматизированного составления описания ТП». На предприятиях описание ТП называют просто «технологический процесс изготовления детали».

1.2. Место САПР ТП в системе технологической подготовки производства

Для подготовки предприятия к выпуску новой продукции необходимо выполнить комплекс работ. Эти работы называют технической подготовкой производства. Техническую подготовку производства делят на 3 части (Рис.1.1):

• Конструкторская подготовка (разработка чертежей нового изделия).
• Организационная подготовка (календарное и технико-экономическое планирование).
• Технологическая подготовка.

Рис. 1.1. Структура технической подготовки производства

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой комплекс работ, направленных на подготовку производства к выпуску новых изделий по имеющимся чертежам, программе выпуска, срокам.

1.3. Основные задачи ТПП

Рассмотрим основные задачи технологической подготовки производства.

Обеспечение технологичности конструкции изделий. Для решения этой задачи проводятся: структурный анализ изделий (какие детали и сборочные единицы входят в изделие) с целью определения возможности увеличить количество заимствованных деталей (в том числе и стандартных); технико-экономический анализ производства (какие технологические процессы и средства технологического оснащения можно использовать из процессов и средств подготовки технологически подобных и уже запускавшихся изделий); анализ возможности улучшения технологичности конструкции деталей.

Технологичность по ГОСТ 18831-73 рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества в принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.

Анализ возможности улучшения технологичности конструкции деталей включает в себя анализ возможности: уменьшения размеров обрабатываемых поверхностей для снижения трудоемкости механической обработки; повышения жесткости детали для обеспечения ее многоинструментальной обработки и высокопроизводительных режимов резания; облегчения подвода и отвода режущих инструментов в целях сокращения вспомогательного времени; унификации размеров отверстий, пазов и канавок для сокращения номенклатуры инструментов; обеспечения удобного и надежного базирования заготовок, а при простановке размеров анализ возможности совмещения технологических и измерительных баз; анализ удобства выполнения многоместной обработки заготовок.

Показатели для оценки технологичности конструкции учтены требованиями ГОСТ 14.201-73. Технологичность конструкции – понятие относительное и комплексное. При ее оценке следует учитывать условия производства (тип, уровень автоматизации и оснащенности), ее нельзя рассматривать изолированно, без взаимосвязи и учета условий выполнения подготовительных процессов, процессов обработки, сборки и контроля. Отработку на технологичность конструкции производят в целях получения наименьших трудоемкости и себестоимости изготовления изделия в целом.

Улучшение технологичности конструкции позволяет сократить трудоемкость изготовления изделия на 15–30 % и более, а себестоимость на 10–20 %. Для отдельных деталей эти показатели могут быть выше.

Понятие «технологичность конструкции» распространяют не только на область производства, но и на процесс его подготовки. Конструкция изделия должна быть удобной для быстрого освоения его в производстве, а также для эксплуатации его потребителем (удобство обслуживания, ремонтопригодность, экономичность эксплуатации).

Конструкцию изделия рекомендуется отрабатывать на технологичность в процессе создания самой конструкции. При этом достигается рабочий контакт конструкторов и технологов, сокращается длительность последующей разработки технологических процессов.

Разработка технологических процессов (ТП) . Цель проектирования ТП – подробное описание процессов изготовления изделия с необходимыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта. Эта основная задача технолога дополняется задачей внедрения спроектированного технологического процесса на предприятии. В результате составления технологической документации инженерно-технический персонал и рабочие-исполнители получают необходимые данные и инструкции для осуществления спроектированного технологического процесса в конкретных производственных условиях.

Технологические процессы разрабатывают при проектировании новых и реконструкции существующих заводов, а также при организации производства новых изделий на действующих заводах. Кроме того, ТП корректируют или разрабатывают новые ТП на действующих заводах при выпуске уже освоенной продукции. Это обусловливается конструктивными усовершенствованиями выпускаемых изделий и необходимостью использования и внедрения в действующее производство передовой технологии и новейших достижений производственной техники.

При проектировании новых и реконструкции существующих заводов разработанные ТП берутся за основу проекта. Они определяют необходимое технологическое оборудование, производственные площади и энергетические мощности цеха, его транспортные средства, число рабочих, основные и вспомогательные материалы. На основе спроектированного ТП устанавливают исходные данные для организации снабжения цеха, календарного планирования, технологического контроля, инструментального и транспортного хозяйства, решают вопросы организации, экономики и управления цехом. От качества технологических разработок зависят технико-экономические показатели завода.

При организации производства новых изделий на действующем заводе разработка ТП предшествует всем подготовительным и организационным работам. На основе ТП выявляют возможности использования имеющегося оборудования и необходимость приобретения нового, определяют требующуюся дополнительную рабочую силу, количество инструмента, средств технического контроля, транспортных средств, материалов, энергии.

Задача проектирования ТП характерна многовариантностью возможных решений. Даже для сравнительно простых изделий может быть разработано несколько различных ТП, полностью обеспечивающих требования рабочего чертежа и технических условий. Сопоставляя эффективность и рентабельность этих вариантов, окончательно отбирают один или несколько равноценных вариантов.

Из этих нескольких возможных вариантов сначала отбирают такие, производительность которых не ниже заданной. Затем выбирают наиболее рентабельный вариант, обеспечивающий минимальную себестоимость изготовления изделия.

Проектирование ТП отличается сложностью и трудоемкостью. Его выполняют за несколько последовательных стадий. Вначале делают предварительные наметки при решении частных и общих вопросов проектирования; на последующих стадиях эти наметки уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. Знание основных закономерностей построения ТП и математические методы позволяют находить оптимальные решения с помощью методов автоматизированного проектирования.

Основные трудности оптимизации решения сложных технологических задач – наличие большого количества влияющих факторов и отсутствие точных закономерностей протекания технологических процессов.

Проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО) . К СТО относятся станочные приспособления, режущие, измерительные и вспомогательные инструменты.

Проектирование технологической оснастки включает в себя решение задач конструкторского и технологического характера. Основные направления автоматизации решения этих задач: типизация конструктивных и технологических решений; отделение проблемной части от инвариантной; создание банков данных конструкторско-технологического назначения; использование диалоговых методов проектирования. На этой основе разрабатываются специальные подсистемы автоматизированного проектирования технологической оснастки. Известны подсистемы проектирования штампов, литейных форм, приспособления для сверления плоских деталей, фотошаблонов, печатных плат, режущего, измерительного и вспомогательного инструментов и др.

1.4. Функции и средства автоматизации ТПП

Рассмотрим ТПП как объект автоматизации. Автоматизировать ТПП – это в комплексе автоматизировать следующие ее функции (рис. 1.2):

• анализ и обеспечение технологичности конструкции изделий;
• технологический анализ производства;
• проектирование ТП
• проектирование средств технологического оснащения (СТО);
• подготовку управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ;
• нормирование труда и материалов;
• проектирование участков, цехов;
• планирование ТПП и управление процессом ТПП;
• изготовление СТО.

По своим свойствам функции неоднородны и автоматизируются с использованием различных методов и средств.

На рис. 1.2 указаны основные системы, с помощью которых реализуется автоматизация функций ТПП. К средствам автоматизации относятся ИПС – информационно-поисковые системы; САПР ТП– системы автоматизированного проектирования ТП, СТО, цехов; САП – система автоматизированного программирования управляющих программ для станков с ЧПУ; САН – система автоматизированного нормирования; АСУ – автоматизированная система управления ТПП. Все эти системы входят в состав АСТПП – автоматизированной системы ТПП – и являются ее подсистемами.

ТПП в системе технической подготовки производства занимает 30-40% от всего комплекса работ в мелкосерийном производстве, и 50-60%–в массовом производстве. Учитывая долю ручного проектирования, автоматизированное проектирование ТП в ТПП составляет примерно 25% от комплекса всех работ в ТПП.

Вопросы к лекции 1

1. Что такое проектирование?
2. Дать определение производственному процессу.
3. Дать определение технологическому процессу.
4. Дать определение технологической операции и переходу.
5. Какие действия людей и орудий производства включает технологический процесс?
6. В чем особенность ТП механообработки?
7. Какие разновидности описания ТП вы знаете?
8. Какие методы используются для разработки описания ТП?
9. Дать определение САПР ТП.
10. В чем назначение технической подготовки производства?
11. Какие функции выполняет конструкторская подготовка производства?
12. Какие функции выполняет технологическая подготовка производства?
13. Какой процент работ в ТПП выполняется с использованием САПР ТП?

PAGE 1

Рис. 1.2. Функции и средства автоматизации ТПП

Средства автоматизации

АСУ ТПП

САПР цех

САН

САП

САПР СТО

САПР ТП

Автоматизированное оборудование и оснастка

ИПС

Изготовление СТО

Планирование и управление ТП

Проектирование цехов

Нормирование

Подготовка УП

Проектирование СТО

Проектирование ТП

Анализ производства

Обеспечение технологичности изделия

Функции ТПП

Конструкторская подготовка производства

Организационная подготовка производства

Технологическая подготовка производства

Техническая подготовка производства

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
130.		Основные понятия, предмет и функции менеджмента	1.79 MB
	Менеджмент (от англ. Management) – это управление, заведование и организация производства; совокупность принципов, методов, средств и форм управления, разрабатываемых и применяемых с целью повышения эффективности производства и увеличения прибыли
192.		Логические Функции. Основные понятия двоичной арифметики	206.37 KB
	Логические Функции Основные понятия двоичной арифметики Любая информация текстовая звуковая графическая видео для обработки в ЭВМ преобразуется в двоичный код. Логические функции и операции Расширение понятия логической функции Функция f x1 x2 xm логических переменных аргументов x1 x2 xm которая также как и переменные может принимать значения только из набора {0 1} называется логической переключательной булевой функцией . Логические функции обозначаются обычно через y или F и записываются в виде y = f x1 ...
5922.		Место и роль государства в политической системе общества. Функции и механизм государства	27.21 KB
	Место и роль государства в политической системе общества. Функции и механизм государства Общая характеристика политической системы общества Политическая система общества это система взаимосвязанных и взаимодействующих объединений организаций людей базирующихся на разнообразных формах собственности отражающих интересы и волю социальных классов слоев групп и наций реализующих политическую власть или борющихся за ее осуществление в рамках права через государство. Примером может служить деятельность демократического...
5351.		Создание проекта технологической линии производства сдобного печенья на предприятии	366.45 KB
	Идея проекта заключается в организации производства сдобного печенья на современном оборудовании с использованием лучших европейских рецептур и технологий, адаптированных к российским стандартам и сырью.
19978.		Содержание правоотношения его место в правовой системе	40.31 KB
	Может отвечать по своим обязательствам вверенным ему имуществом а также от своего имени приобретать и осуществлять имущественные и личные неимущественные права нести обязанности быть истцом и ответчиком в суде; Действует на определенной территории имеет территориальный масштаб деятельности...
9157.		Место человека в системе животного мира и антропогенез	54.35 KB
	Место человека в системе животного мира и антропогенез. Основные этапы развития Человека Разумного. Экологоэволюционные возможности человека. Место человека в системе животного мира и антропогенез Вопрос о происхождении человека имеет не только научное значение: с позиций эволюционной биологии или чисто зоологической точки зрения – это частный филогенетический вопрос.
9339.		Место и роль государства в политической системе общества	15.23 KB
	Место и роль государства в политической системе общества. Институты политической системы 9. Основой политической системы общества является политическая власть по поводу использования которой формируются и функционируют многообразные государственные и общественнополитические институты нормы и др. Структура политической системы представляет собой многоуровневое образование состоящее из нескольких подсистем.
7974.		ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ	39.54 KB
	Определение понятий метрология стандартизация сертификация Метрология наука об измерениях о способах достижения требуемой точности и достоверности корректной записи результатов об обеспечении единства измерений. Технические измерения при помощи рабочих средств измерений. Метрологические измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений. Они не могут быть применены в области на которую распространяется требование единства измерений.
14437.		Правовые аксиомы: понятие, место в системе правовых предписаний	68.23 KB
	Многое из того, что прежде казалось незыблемо истинным, аксиоматичным, сегодня воспринимается далеко не однозначным. Поэтому критерий истинности, который автоматически присваивается положениям, признаваемым аксиомами, в тех или иных конкретно-исторических условиях вызывает известные сомнения. В результате не все аксиомы, особенно идеологизированные, в действительности таковыми являются.
9263.		Место службы технического контроля в системе комплексного управления качеством	13.17 KB
	Организационно-техническое обеспечение качества продукции связано с определением уровня качества. Организация управления технологическими процессами включая проведение контроля и испытаний способствует контролю применения передовых методов обеспечения качества и постепенному вытеснению устаревших методов контроля более эффективными и прогрессивными. Служба контроля качества при этом несет три основные вида ответственности перед фирмой: экономическую системную и техническую.

Анализ функциональных возможностей САПР ТП используемых для автоматизированного проектирования ТП

В настоящее время существует большое множество САПР от различных фирм разработчиков, позволяющих организовать конструкторскую и технологическую подготовку производства. Были изучены различные подсистемы фирм, разрабатывающих системы автоматизированного проектирования: АДЕМ, ПРО Текнолоджиз, группа компаний CSoft, Dassault Systemes (ГЕТНЕТ Консалтинг – российский представитель), CNC Software Inc., SolidWorks Corporation, Ascon, Топ Системы, корпорация Вектор-Альянс и т.д.

Сформулированная тема диссертационной работы определила необходимость проанализировать функциональные возможности систем автоматизированного проектирования ориентированных на составление технологии обработки заготовок. Были проанализированы следующие САПР ТП: ТехноПро, T-Flex Технология, СПРУТ-ТП, Techcard, ADEM CAPP, TechnologiCS, SolidWorks, pro/Engineer, Unigraphics, CATIA, Cimatron, NX, EUCLID, I-DEAS, Mastercam, AutoCAD 2000, Mechanical Desktop, Вертикаль, Autodesk Inventor, Powermill, семейство продуктов Bravo, IronCad, MicroStation Modeler, CADKEY 99, pro/Desktop, SolidWorks, Anvil Express, Solid Edge и др.

Представим описание функциональных возможностей некоторых проанализированных САПР ТП.

Techca r d представляет собой программно-методический комплекс систем автоматизации проектирования, используемый при технологической подготовке производства. На рис. 1.7 представлен графический интерфейс программы.

Рис. 1.7. Графический интерфейс программы «Techcard»

Перечислим некоторые основные возможности программы. Techcard позволяет : оформлять необходимую документацию при создании технологических процессов (ТП); проводить технологические расчеты, автоматически подбирать оборудование и оснастку к операциям и переходам с использованием настраиваемой экспертной системы; создавать и оформлять операционные эскизы или графические изображения, вносимые в технологический документ; проектировать ТП обработки детали: на основе детали-аналога, с использованием библиотеки типовых фрагментов, с применением типовых ТП и т.д.

T-FLEX Технология – программа для автоматизации технологической подготовки производства, обладающая гибкими современными средствами разработки технологических проектов . Она предназначена для автоматизированной разработки маршрутной, маршрутно-операционной и операционной технологии.

На рис. 1.8 представлен графический интерфейс программы.

Рис. 1.8. Графический интерфейс программы «T-FLEX Технология»

Программа формирует титульные листы, маршрутные, маршрутно-операционные и операционные карты, ведомости и другие необходимые технологические документы. Информационная база T-FLEX Технология содержит большое количество справочников по составляющим технологических процессов.

Программа поддерживает различные методы проектирования ТП : диалоговое проектирование с использованием баз технологических данных; проектирование на основе техпроцесса-аналога; заимствование технологических решений из ранее разработанных технологий; проектирование с использованием библиотеки технологических решений; проектирование групповых и типовых технологических процессов из общего технологического процесса; автоматическое проектирование с использованием библиотеки технологических решений.

Вертикаль – система автоматизированного проектирования технологических процессов, решающая задачи автоматизации процессов ТПП. На рис. 1.9 представлен графический интерфейс программы.

Рис. 1.9. Графический интерфейс программы «Вертикаль»

САПР ТП Вертикаль позволяет : проектировать технологические процессы в автоматизированном режиме; рассчитывать материальные и трудовые затраты производства; формировать комплекты технологической документации, используемые на предприятии; организовать и развивать технологические базы данных предприятия; передавать данные в различные системы планирования и управления (классов PDM\MRP\ERP).

Приведем основные методы проектирования ТП реализованные в САПР ТП Вертикаль : проектирование на основе техпроцесса-аналога; проектирование с использованием библиотеки технологических решений; проектирование с использованием библиотеки конструкторско-технологических элементов (КТЭ); автоматическое формирование фрагментов ТП на основе типовых планов обработки КТЭ; диалоговый режим проектирования с использованием баз данных системы.

В результате проведенного анализа были выявлены основные функциональные возможности существующих САПР ТП. К таким возможностям можно отнести следующие методы составления технологии: проектирование ТП на основе техпроцесса-аналога; диалоговое проектирование с использованием баз технологических данных; заимствование технологических решений из ранее разработанных технологий; проектирование групповых и типовых технологических процессов. Также в каждой из рассмотренной САПР присутствуют дополнительные возможности: формирование конструкторской и технологической документации; использование технологических справочников, в которых присутствует информация о технологической оснастке, режущему и измерительному инструменту и т.д.; интеграция с другими САПР; проектирование программ для станков с числовым программным управлением; возможность сохранения технологии обработки и использование накопленного банка ТП для составления новых технологических процессов.

В рассматриваемой диссертационной работе были поставлены задачи автоматизированного синтеза возможных схем базирования и выбора из них рациональных. Как известно, такие задачи являются частью большой задачи формирования технологического процесса обработки заготовки. Решение подобных задач в существующих САПР ТП осуществляется на базе типовых решений или совсем отсутствует. Таким образом, предлагаемые методика и алгоритм нахождения рациональных схем базирования являются новаторскими, не имеющими реализации в существующих САПР ТП.

1. Анализ математических методов принятия технологических решений в условиях многокритериального выбора

Выбор рациональных схем базирования из набора возможных схем представляет собой классическую задачу принятия решений. Задача принятия решений (ПР) возникает, когда присутствуют несколько альтернатив, из которых требуется выбрать одну или несколько, удовлетворяющих лицу принимающего решение (ЛПР).

Для построения программного комплекса автоматизированного выбора рациональных схем базирования заготовки, необходимо рассмотреть существующие математические методы, способные помочь в решении поставленной задачи.

Рассмотрим следующие методы принятия решений:

многокритериальная теория полезности (MAUT);

метод SMART;

метод аналитической иерархии (МАИ);

методы ранжирования многокритериальных альтернатив ELECTRE.

Многокритериальная теория полезности (MAUT)

Представим этапы решения задачи при подходе MAUT (Multi-Attribute Utility Theory).

Разрабатывается перечень критериев.

Строится функция полезности по каждому из критериев.

Проверяются некоторые условия, определяющие вид общей функции полезности.

Строится зависимость между оценками альтернатив по критериям и общим качеством альтернативы (многокритериальная функция полезности).

Определяется полезность каждой альтернативы и выбирается наилучшая.

Многокритериальная теория полезности имеет аксиоматическое обоснование. Это означает, что выдвигаются некоторые условия (аксиомы), которым должна удовлетворять функция полезности ЛПР. В MAUT эти аксиомы можно разделить на две группы: общего характера; независимости. Первая группа включает в себя следующие аксиомы:

аксиома полноты, утверждающая, что может быть установлено отношение между полезностями любых альтернатив (либо одна из них превосходит другую, либо они равны);

аксиома транзитивности, которая говорит о том, что из превосходства полезности альтернативы A B и превосходства полезности B над полезностью C следует превосходство полезности альтернативы A над полезностью альтернативы C ;

аксиома непрерывности, основана на предположении, что функция полезности непрерывна, и что можно использовать любые малые части полезностей альтернатив.

Вторая группа, которая называется аксиомы независимости, позволяет утверждать, что некоторые взаимоотношения между оценками альтернатив по критериям не зависит от значений по другим критериям.

Приведем несколько условий независимости.

Независимость по разности. Предпочтения между двумя альтернативами, отличающимися лишь оценками по порядковой шкале одного критерия C 1 , не зависят от одинаковых оценок по другим критериям C 2 , …, C N .

Независимость по полезности. Критерий C 1 называется независимым по полезности от критериев C 2 , …, C N , если порядок предпочтений лотерей, в которых меняются лишь уровни критерия C 1 , не зависит от фиксированных значений по другим критериям.

Независимость по предпочтению. Два критерия C 1 и C 2 независимы по предпочтению от других критериев C 3 , …, C N , если предпочтения между альтернативами, различающимися лишь оценками по C 1 , C 2 , не зависят от фиксированных значений по другим критериям.

Если аксиомы первой и второй группы выполнены, то из этого следует строгий вывод о существовании многокритериальной функции полезности в определенном виде.

Приведем основную теорему многокритериальной теории полезности, на которой основаны практические методы оценки альтернатив .

Если условия независимости по полезности и независимости по предпочтению выполнены, то функция полезности является аддитивной:

либо мультипликативной

где U , U i – функция полезности, изменяющаяся от 0 до 1;

w i – коэффициент важности (веса) критериев, причем 0 < w i < 1; коэффициент k > -1. Таким образом, многокритериальную функцию полезности можно определить, если известны значения коэффициентов w i , k , а также однокритериальные функции полезности U i (x ).

Определение коэффициентов важности критериев происходит через поиск точек безразличия на плоскостях двух критериев.

После нахождения весов критериев и построения однокритериальных функций полезности, определяется полезность каждой альтернативы согласно выбранной функции.

Метод SMART

Как реакцию на сложность методов, основанных на MAUT, можно оценить появление ряда эвристических методов, не имеющих строго математическое обоснование, но использующих простые процедуры получения информации и ее агрегации в общую оценку альтернативы.

Одним из наиболее известных методов такого типа является метод SMART, предложенный В. Эдвардсом. Для того чтобы оценить альтернативы с помощью метода SMART необходимо :

упорядочить критерии по важности;

присвоить наиболее важному критерию оценку 100 баллов; исходя из попарного отношения критериев по важности, дать в баллах оценку каждому из критериев;

сложить полученные баллы; произвести нормировку весов критериев, разделив присвоенные баллы на сумму весов;

измерить значение каждой альтернативы по каждому из критериев по шкале от 0 до 100 баллов;

определить общую оценку каждой альтернативы, используя формулу взвешенной суммы баллов;

выбрать как лучшую альтернативу, имеющую наибольшую общую оценку;

произвести оценку чувствительности результата к изменениям весов.

Метод анализа иерархии (МАИ)

При подходе MAUT одни и те же усилия ЛПР по построению функции полезности могут быть затрачены при большом и малом числе альтернатив. В случае небольшого числа заданных альтернатив, представляется разумным направить усилия ЛПР на сравнения только заданных альтернатив. Именно такая идея лежит в основе метода анализа иерархий (МАИ или Analytic Hierarchy Process – AHP) разработанного Т. Саати .

Процесс решения методом МАИ можно представить совокупностью этапов.

При попарных сравнениях в распоряжение ЛПР дается шкала словесных определений уровня важности, причем каждому определению ставится в соответствие число (табл. 1.5).

Так же шкала содержит промежуточные оценки для более точной градации и обратные оценки такие как: 1/3, 1/5, 1/7 и т.п.

В результате попарного сравнения критериев мы получаем весовые коэффициенты w i для каждого критерия. Для определения важности j -ой альтернативы по i -му критерию применяется такая же технология, как и для оценки критериев.

Таблица 1.5

Шкала относительной важности

Уровень важности	Количественное значение
Равная важность
Умеренное превосходство
Существенное или сильное превосходство
Значительное превосходство
Абсолютное превосходство

Выбор наилучшей альтернативы вычисляется по формуле :

где S j – показатель качества j -ой альтернативы; N – количество критериев; w i – вес i -го критерия; V ji – важность j -ой альтернативы по i -му критерию.

При попарном сравнении критериев и альтернатив ЛПР может допустить ошибки. Одной из возможных ошибок является нарушение транзитивности: из
может не следовать
. Другой ошибкой может быть нарушение согласованности численных суждений:

Для обнаружения несогласованности предложен подсчет индекса согласованности сравнений .

Методы ранжирования многокритериальных альтернатив ELECTRE

Группа французских ученых во главе с профессором Б. Руа предложила новый подход к проблеме принятия решений при многих критериях. В зарубежной литературе он известен как «king approach», в российской литературе используется название РИПСА – подход, направленный на разработку индексов попарного сравнения. На данном подходе основаны многие методы, самые известные это группа методов ELECTRE (Elimination Et Choix Traduisant la Realite – исключение и выбор, отражающие реальность).

В отличие от методов MAUT и AHP в подходе РИПСА предполагается, что ЛПР формирует свои предпочтения во время анализа проблемы. Таким образом, метод предъявляет ЛПР различные варианты решения проблемы в зависимости от тех или иных решающих правил. Эти правила формируются в виде индексов попарного сравнения альтернатив.

При подходе РИПСА принято различать два основных этапа:

этап разработки, на котором строятся один или несколько индексов попарного сравнения альтернатив;

этап исследования, на котором построенные индексы используются для ранжирования (или классификации) заданного множества альтернатив.

Индексы попарного сравнения альтернатив в большинстве методов строятся на основе принципов согласия и несогласия. В соответствии с этими принципами, альтернатива A i является, по крайней мере, не худшей, чем альтернатива A j , если:

достаточное большинство критериев поддерживает это утверждение (принцип согласия);

возражения по остальным критериям не слишком сильны (принцип малого несогласия).

На данный момент разработано много методов ELECTRE, основанных на подходе РИПСА. Приведем описание только метода ELECTRE I.

В методе ELECTRE I индексы согласия и несогласия строятся следующим образом. Каждому из N критериев ставится в соответствие целое число w , характеризующее важность критерия. Далее выдвигается гипотеза о превосходстве альтернативы A i над альтернативой A j . Множество I , состоящее из N альтернатив, разбивается на три подмножества:

I + – подмножество критериев, по которым A i предпочтительнее A j ;

I = – подмножество критериев, по которым A i равноценно A j ;

I - – подмножество критериев, по которым A j предпочтительнее A i .

где
– оценки альтернатив A i , A j по i-му критерию; L i – длина шкалы i -го критерия.

Сравнивая попарно альтернативы между собой, строятся матрицы индексов согласия и несогласия. Далее задаются уровни согласия и несогласия, с которыми сравниваются подсчитанные индексы для каждой пары альтернатив. Если индекс согласия выше заданного уровня, а индекс несогласия выше, то одна из альтернатив превосходит другую. В противном случае альтернативы несравнимы.

Из множества альтернатив удаляются доминируемые. Оставшиеся альтернативы образуют первое ядро. Вводятся более «слабые» значения уровней согласия и несогласия (меньший по значению уровень согласия и больший уровень несогласия), при которых выделяются ядра с меньшим количеством альтернатив. В последнее ядро входят наилучшие альтернативы. Последовательность ядер определяет упорядоченность альтернатив по качеству.

Анализ возможности использования представленных методов принятия решения в задаче выбора рациональных схем базирования

Возможность применения метода MAUT во многом зависит от соблюдения условий независимости. В случае, если условия не выполняются, то использование данного метода либо невозможно, либо затруднительно, так как требует разбиение критериев на подгруппу независимых критериев. Условия независимости необходимо проверять в диалоге с ЛПР применительно для каждой альтернативы или пар альтернатив (условие независимости по предпочтению). Применение такого метода усложнит процесс принятия решения для ЛПР и значительно увеличит его время.

Несмотря на очевидную легкость в использовании метода SMART он имеет недостатки. Эксперту предлагается упорядочить критерии по важности, однако нередко возникают ошибки из-за отсутствия прозрачных механизмов сравнения критериев. По признанию автора метода, данный метод не учитывает возможную зависимость измерений и неаддитивность при определении общей ценности альтернативы. Так же как и при сравнении критериев на выбранной оценочной шкале измерение альтернатив по каждому из критериев является субъективным и возможны ошибки по вине эксперта.

Основное отличие семейства методов ELECTRE от рассмотренных методов принятия решения заключается в том, что предпочтения ЛПР не являются сформированными до применения метода, а формируются при анализе проблемы. Методы ELECTRE позволяют предъявить различные варианты решения проблемы в зависимости от решающих правил. В задаче выбора рациональных схем базирования предпочтения ЛПР будут известны до начала анализа. Для ранжирования критериев они будут формироваться на этапе настройки автоматизированной системы. При сравнении альтернатив предполагается не прибегать к помощи эксперта (технолога), а решать эту задачу в автоматическом режиме на основании выработанных механизмов (методик и алгоритмов). В таком случае не требуется прибегать к инструментам решающих правил, которые позволяют с помощью изменения индексов сравнения регулировать выбор альтернатив.

В настоящее время одним из наиболее популярных методов принятия решения является метод анализа иерархий (МАИ). В различных журналах опубликованы практические примеры использованию этого метода. В методе анализа иерархий, прежде всего можно выделить общую схему структуризации задачи: цели-критерии-альтернативы. На каждом уровне иерархии осуществляется попарное сравнение элементов уровня при помощи вербальной шкалы относительной важности.

В результате сравнения альтернатив при помощи данного метода каждая альтернатива получает количественную оценку, которую удобно использовать для дальнейших стадий рассмотрения задачи. Применительно к диссертационной задаче полученную количественную оценку схемы базирования (альтернативы) можно использовать не только для выбора рациональных схем, но и для других этапов технологической подготовки производства, например выбора оптимального технологического процесса.

На основе проделанного анализа математических методов принятия решения представляется более целесообразным для решения задачи выбора рациональных схем базирования использование МАИ, т.к. данный метод обладает достаточной наглядностью и простотой вычислений, а также дает возможность устанавливать весовые коэффициенты для критериев выбора.

1. Цель и задачи диссертационной работы

В первой главе диссертации были рассмотрены методы автоматизированного проектирования ТП и их тенденции развития. Основное внимание уделено представлению исходной информации для проектирования ТП, так как проработка данного вопроса не только сэкономит время при разработке и дальнейшего развития программного комплекса, но и позволит на базе представления исходной информации решать другие технологические задачи.

Выполненный анализ существующих функциональных возможностей САПР ТП позволил точнее сформулировать требования к проектируемому программному комплексу, а также выявить набор доступных программных инструментов для достижения намеченной цели.

Анализ существующих методик и алгоритмов выбора рациональных схем базирования позволил выявить их недостатки, подчеркнуть накопленный опыт в решении подобных задач, и сформулировать подзадачи требующие решения.

Были исследованы математические методы принятия решений в условиях многокритериального выбора на возможность применения в задаче выбора рациональных схем базирования. В результате исследования был выбран метод анализа иерархий как наиболее подходящий для решения поставленной задачи.

В результате проведенного анализа была сформулирована цель диссертационной работы, которая заключается в сокращении времени на проектирование технологических процессов обработки заготовки, за счет формализации процедур выбора рациональных схем базирования, при использовании автоматизированных систем технологической подготовки производства. Поставленная цель исходит из сформулированной ранее темы диссертации.

технологического процесса . Уточне­ние...

Правила по охране труда в лесозаготовительном деревообрабатывающем производствах и при проведении лесохозяйственных работ

Документ

... автоматизации технологическому процессу ... в рациональные цвета... Выбор места базирования ... заготовке заготовкой древесины при ...

Правила по охране труда в лесозаготовительном деревообрабатывающем производствах и при проведении лесохозяйственных работ (1)

Документ

... автоматизации труда должно обеспечивать удобные и безопасные условия обслуживания и ремонта, соответствовать технологическому процессу ... в рациональные цвета... Выбор места базирования ... заготовке и разделке пневого осмола, а также заготовкой древесины при ...

Разработку САПР ТП можно рассматривать как процесс созда­ния и непрерывного совершенствования указанных ранее систем. В настоящее время основными разработчиками САПР ТП являют­ся специализированные организации. Системы поставляются на ры­нок как программные (программно-технические, программно-ме­тодические) комплексы.

Внедрением, эксплуатацией и модернизацией подсистем и компонентов САПР ТП на предприятиях, как правило, занимаются специализированные подразделения - отделы (службы) САПР, включающие группы специалистов соответствующих профилей при тесном взаимодействии с разработчиками САПР ТП. Развитие си­стемы осуществляют силами специалистов предприятия с привле­чением специалистов-разработчиков, а при необходимости спе­циалистов других организаций, например научно-исследователь­ских институтов и высших учебных заведений

Принципиально важным является подбор группы специалис­тов - непосредственных разработчиков САПР ТП. Техническое руководство группой должен осуществлять специалист, имеющий базовое технологическое образование, обладающий глубокими знаниями в области технологии машиностроения. Разработку про­екта системы, необходимых моделей и спецификаций должны выполнять специалисты-технологи, возможно с привлечением консультантов из промышленности, исследовательских органи­заций технологического профиля или высших учебных заведений. Программно-техническую реализацию системы осуществляют спе­циалисты-программисты. Тестирование и доводку системы вы­полняют совместно специалисты-технологи и специалисты-про­граммисты.

Для организации - разработчика САПР ТП создаваемая си­стема является изделием, для которого характерно прохождение (с учетом специфики) всех основных этапов его жизненного цикла.

На этапе маркетинга исследуют состояние рынка САПР ТП. Целью исследования является определение наиболее актуальных потребностей рынка, основных тенденций развития САПР ТП и научно-методических концепций, реализованных в имеющихся системах. В результате определяют основные характеристи­ки конкурентоспособной САПР ТП и основные (концептуальные) принципы ее построения. Устанавливают ориентировочные сроки и стоимость создания системы. Естественно, что стремятся разрабо­тать систему в минимальные сроки, иначе ее рыночную «нишу» мо­гут занять конкуренты. Завершают данный этап жизненного цикла изделия оформлением технического задания на разработку системы.

Техническое задание - основной обязательный документ, с создания и согласования которого начинают разработку САПР ТП. Этот документ определяет содержание проекта и основные требо­вания к разрабатываемой системе, условия приемки и оценку ее пригодности для эксплуатации, т. е. завершение разработки. Тех­ническое задание оформляют в соответствии с требованиями стан­дартов и предусматривают в нем следующие основные разделы.

1. Наименование и область применения. В этом разделе конкрет­но указывают основные функции, которые должна выполнять разрабатываемая система.

2. Характеристика системы, как объекта. Указывают, что долж­на представлять собой физическая реализация САПР ТП (пакет прикладных программ, программный комплекс, программно-тех­нологический и программно-методологический комплекс), а так­же ее основные подсистемы (модули).

3. Цель и структура разработки. Представляют обобщенную струк­турную модель разрабатываемой системы с указанием взаимосвя­зей ее основных подсистем или элементов. В общем виде описыва­ют взаимодействия элементов, указывают содержание входной информации, необходимой для работы системы и способ ее ввода.

4. Технические требования САПР ТП к обеспечению:

Техническому. Указывают состав, конфигурацию и характеристики основных технических средств, на которых реализуется система;

Информационному. Для программных комплексов указывают необходимый состав баз данных, использующихся разрабатывае­мой системой при эксплуатации;

Программному. Указывают операционную систему, а также наименование базовой среды программирования и ее версию. Раскрывают состав программного обеспечения разрабатываемой системы;

Организационному. Кроме разработки комплекса необходи­мых документов, технического задания, подробно описывают про­цедуру сдачи-приемки разработки (как внутри организации-раз­работчика, так и для внешних заказчиков). Приемку САПР ТП проводят по результатам прохождения тестовых примеров, содержание которых определяет заказчик по согласованию с разработ­чиком.

5. Стадии и этапы разработки. Представляют календарный план (бизнес-план) работ по созданию САПР ТП с указанием номеров этапов последних, содержания, сроков выполнения для каждого из этапов, стоимости, форм и видов отчетности. Выполнение каж­дого этапа разработки САПР ТП тщательно документируют в со­ответствии со стандартами Единой системы программной доку­ментации. Заказчик (покупатель) системы может установить осо­бые требования к ней, как по оформлению, так и по ее специали­зации и адаптируемости к конкретным условиям.

Начальному этапу разработки САПР ТП соответствует уточне­ние концепции построения системы и создание ее концептуаль­ной модели.

Концептуальная модель определяет основные функции разрабатываемой системы и их взаимосвязи. При ее создании для разрабатываемой САПР ТП определяют:

Предметную область;

Основные функции;

Основные задачи, решаемые при выполнении выделенных функ­ций;

Состав входной и выходной информации;

Основные информационные связи выделенных функций.

Под предметной областью понимают область знаний, исполь­зуемых при формировании системой проектного технологическо­го решения. Иногда под предметной областью понимают специа­лизацию (проблемную ориентированность) системы на формиро­вание объектов проектирования определенного вида. Например, САПР технологических операций токарной обработки. По возмож­ности предметная область системы должна быть узкой (локальной). Определение предметной обла­сти системы и ее структуры является самостоятельным, сложным, творческим этапом проектирования. Часто для этого используют семантические сети.

Одним из основных современных методов, используемых при разработке моделей различных автоматизированных систем под­держки решений, является метод структурного анализа, представ­ленный в CALS-стандарте FIPS PUB 183 (IDEFO). В научно-технической литературе данный метод именуют также методом Росса, методом SA-диаграмм, SAD, SADT.

Метод предполагает последовательную детализацию проекти­руемой системы «сверху вниз». Выделяют различные уровни рас­смотрения анализируемой (проектируемой) системы. На каждом уровне представляют разложение анализируемой системы, более детализированное, но полностью эквивалентное предшествующе­му уровню. При этом рассматривают не только систему, но и окру­жающую ее среду, также подвергающуюся последовательной дета­лизации вместе с системой. Графическое и текстовое описание структурированной системы в виде необходимых схем и поясне­ний к ним образуют модель системы, отображающую последнюю с определенной точки зрения.

Входные и выходные данные, наименование которых указыва­ется у соответствующих стрелок схемы модели верхнего уровня, определяются, как правило, техническим заданием на разработку системы.

На верхних уровнях осуществляют функциональное разбиение модели без учета и выбора методов реализации, т.е. без изображе­ния на схемах стрелки механизма. Когда детализация будет прове­дена достаточно подробно и появится возможность выбрать эф­фективные средства реализации, тогда можно вернуться к выбору механизма. Механизм не определяется не из входа, не из выхода, не из управления и их не определяет, являясь независимой со­ставляющей среды. Для моделей верхнего уровня также может быть недостаточно определенно содержание управления. В этом случае следует использовать обобщающие наименования соответствую­щих стрелок, например, для моделей операций: «информацион­ное обеспечение», детализируя их содержание в моделях последу­ющих уровней.

Модель системы представляет собой иерархический набор схем (структурных диаграмм), полученных в результате ее последова­тельного анализа. Каждая схема является детализацией какого-либо объекта (пред­мета или операции) и окружающей среды из схемы предыдущего (более высокого уровня). При этом анализируемый объект пред­ставляется на схеме в виде набора объектов (не более 6), изобра­жаемых в виде прямоугольников и связей между ними, изобража­емых стрелками входа, выхода и управления.

Концептуальная модель соответствует этапу эскизного проектирования САПР ТП.

Концептуальное моделирование иногда выполняют еще до разра­ботки технического задания. В этом случае фрагменты концептуаль­ной модели, отражающие особенности и отличия разрабатываемой САПР ТП от существующих, приводят в техническом задании.

Следующим этапом создания САПР ТП является разработка ее функциональной модели.

Функциональная модель описывает функции и структуру программных средств разрабатываемой системы, являясь первым до­кументом технического проекта. Для разработки функциональных моделей используется метод структурного анализа с дополнения­ми для описания не только функциональной структуры системы, но и укрупненной структуры программного обеспечения.

Функциональные программные модули обмениваются информационными сообщениями, служащими, в основном, для запус­ка одних модулей другими.

Общие требования к оформлению схем функциональной моде­ли в целом аналогичны требованиям к оформлению концептуаль­ных моделей.

При разработке структурных диаграмм концептуальных и функциональных моделей САПР ТП используют средства автоматиза­ции, например, пакет DESIGN IDEF (продукт фирмы Metasoft-ware Corp, США) или пакеты автоматизированного анализа биз­нес-процессов, например BPWin.

Работа программных модулей, выделенных в функциональной модели, может осуществляться в интерактивном (диалоговом) или пакетном (автоматическом) режимах. Для обеспечения реализа­ции каждого из режимов при проектировании САПР ТП разраба­тывают соответствующие документы.

Диалог конечного пользователя с программными средствами разрабатываемой САПР ТП описывается в документе, называе­мом «Сценарий диалога», разрабатываемом на этапе техническо­го проекта. Описание сценария диалога ориентировано на поль­зование графического многооконного интерфейса (типа Micro soft Windows) и графическое меню (пиктографический интер­фейс).

Алгоритмы, предназначенные для реализации в программных средствах разрабатываемой САПР ТП, представляют в документе «Описание алгоритмов», составляемом на этапе технического про­екта. На представленные алгоритмы осуществляются ссылки из документа «Сценарий диалога». Совместно с другими документа­ми, дающими описание (спецификацию) проектируемой системы, данный документ образует комплект взаимосвязанных описаний технического проекта, достаточный для программирования авто­матизированной системы.

Информационная модель САПР ТП предназначена для описа­ния состава и структуры информационного обеспечения, необхо­димого для функционирования САПР ТП. Разработчик-технолог обычно определяет только состав информационной модели, не рассматривая ее структуру (вопросы организации взаимодействия информационных объектов, их отношение, организацию хранения данных и т.д.).

При окончательной приемке разработанной системы проводят ее испытания, для выполнения которых разрабатывают и утверж­дают соответствующую программу.

После подписания необходимой приемно-сдаточной докумен­тации систему считают готовой к продаже (тиражированию) или эксплуатации конкретным заказчиком.

ЛИТЕРАТУРА

1. Диалоговые САПР технологических процессов [Текст] : Учебник для вузов / В.Г. Митрофанов [и др.] – М.: Машиностроение, 2000. – 232с.

2. САПР в технологии машиностроения [Текст] : учебное пособие. – Ярославль: Яросл. гос. техн. ун-т, 1995. – 298с.

3. Кондаков, А.И. САПР технологических процессов [Текст] : учебник для студ. высш. учеб. завед. / А.И. Кондаков. – М.: «Академия», 2007. - 272с.

4. Суслов, А.Г. Научные основы технологии машиностроения [Текст] / А.Г. Суслов, А.М. Дальский. – М.: Машиностроение, 2002. – 306 с.

5. Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения: принципы, системы и технологии САLS/ИПИ [Текст] : учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.Н. Ковшов [и др.]. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 304с.

Читайте также: Алкоголизм, стадии алкогольной болезни. Дети алкоголиков. Аппаратурное оформление стадии абсорбции. Моногидратный абсорбер. Олеумный абсорбер, сушильная башня. Билет 22. Библиографический список. Оформление библиографического списка. Описание документов для библиографического списка. Описание составной части документа Билет №50 Кадровая политика в организации. Понятие, цели, принципы разработки. Бюджетная система в РФ: структура, правовая форма бюджетов, стадии бюджетного процесса. Бюджетный процесс, его стадии. Участники бюджетного процесса.

При разработке САПР выполняются следующие стадии.

Предпроектные исследования проводятся для обследования организа­ции на готовность к автоматизации процесса проектирования. Результатом должен быть ответ на вопрос: рационально ли функционирование САПР в данной организации на текущий период или необходимо провести комплекс подготовительных работ?

Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР, который должен содержать наиболее полные исходные данные и тре­бования. Этот документ разрабатывает организация - головной разработчик системы. Техническое задание должно содержать следующие основные раз­делы:

1. «Наименование и область применения» - полное наименование сис­темы и краткую характеристику области ее применения;

2. «Основание для создания» - наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;

3. «Характеристика объекта проектирования» - сведения о назначении, составе, условиях применения объекта проектирования;

4. «Цель и назначение» - цель создания САПР, ее назначение и крите­рий эффективности функционирования;

5. «Характеристика процесса проектирования» - общее описание про­цесса проектирования; требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операций), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;

6. «Требования к САПР» - требования к САПР в целом и к составу £ £ подсистем, к использованию в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов САПР и т.п.;

7. «Технико-экономические показатели» - затраты на создание САПР, пики получения экономии и ожидаемую эффективность от применения

Техническое предложение, эскизное и техническое проектирование являются стадиями выбора и обоснования вариантов для принятия окончательных решений. На этих этапах производят следующие основные работы:

· выявляют процесс проектирования (его алгоритм), где принимают
основные технические решения;

· разрабатывают структуру САПР и взаимосвязь ее с другими системами, где определяют состав проектных процедур и операций по подсистемам, уточняют состав подсистем и взаимосвязи между ними; разрабатывают схему функционирования САПР;

· при принятии решений по математическому, лингвистическому, техническому, информационному и программному обеспечению САПР в целом
и подсистемам определяют: состав методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состав языков проектирования; состав информации, объем, способы ее организации и виды машинных носителей информации; состав общего и специального программного обеспечения; состав

технических средств (ЭВМ, периферийных устройств и других вычисляющих управляющих комплексов), рассчитывают технико-экономические по­ели САПР.

При создании САПР стадии технического предложения и эскизного, проектирования не являются обязательными, а входящие в них работы могут подняться на последующей стадии.

Рабочее проектирование является стадией оформления всей документации, необходимой для создания и функционирования САПР.

Затем компоненты САПР изготовляют (получают) и отлаживают. Производят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования и подготавливают организацию к вводу в дейст­ве САПР.