CC BY
37
УДК 621.01
АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Ь.Н. Сухиненко
Как известно - специфика процесса проектирования связана с преобразованием не реальных объектов, а информации о них. Отсюда - технологическое проектирование является процедурой создания информационной модели технологического процесса (и не более того!). Алгоритм технологического пооектирования обладает всеми признаками сложной системы: имеет сложное внутреннее строение обособлен от окоужающей среды, а результат его деятельности не сводим к простой сумме результатов деятельнссти отдельных элементов. В соответствии с основными положениями системотехники для формального описания системы проектиоования необходимо последовательно: определить параметры его связей с окружающей средой; описать функцию преобразования ресурсов' выявить рациональную конфигурацию системы; определить принципы работы элементов конфигурации
Система проектирования и отдельные ее процедуры имеют общее строение. Основой системы является процессор, преобразующий информацию на основе некоторых принципов соответствующих решаемой задаче. Обычно в проектном процессоре используется справочная информация, позволяющая призести задачу к типовому решению. Результат решения оформляется в постпроцессоре для удобства его последующего преобразования Входная информация подвергается соответствующей обработке в препроцессоре.
Связи с окружающей средой. Для определения связей технологического проектирования как процедуры преобразования конструкторской информации в производственные директивы, следует уточнить классическое определение задачи технолога технолог должен разработать такую модель техного-ического пооиесса, реализация которой обеспечит выпуск продукции (в частном случае - детали) требуемого качества в заданном количестве с наименьшими затратами труда.
Рассматривая результат труда технолога как оформленные материалы для исполнения на рабочих местах, следует отметить три традиционных вида директивной технологической информации
управляющая программа для ЧПУ - наиболее формализованный вид технологической информации:
лингвистический и графический вид представлен маршрутными маршру"но-операционными, операционными картами и операционными эскизами; в индивидуальном производстве применяется наименее формализованный вид технологической информации - эскиз детали.
В действительности для производства годных деталей даже при таких различиях внешних признаков, сущность и содержание технологической модели должно быть неизменно при прочих равных условиях. В ином случае неизбежно нарушение заданных требований. Таким образом видно - если технологическая модель не создается технологом, то ее разработка возлагается на других участников производственного процесса (в частном случае - на рабочего)
Функция преобразования ресурсов. Ресурсами технологического проектирования является чертеж детали и программа выпуска. Разумеется исходная информационная модель плана продукции (эскизы, чертежи, материал детали, количественные параметры программы выпуска и т.п.) должна быть неизбыточна и непротиворечива. В ином случае неизбежно создание ложной модели технологического поицесса.
В ходе проектирования технолог преобразует модель плана продукции в модель технологического процесса. Таким образом, процесс преобразования представляет собой трансляцию модели продукции, описанную на языке конструктора, в
технологическую модель описанную на языке технолога. Трансляция основана на методе поиска в каталогах рационального технологического решения соответствующего поставленной конструкторско-экономической задаче. В качестве каталогов технологи используют дополнительные ресурсы, к которым относятся справочные данные, параметры существующей технологической системы и опыт разраоотчика. В обычиых условиях открытия и изобретения при такой тоансляции неуместны.
Рациональная конфигурация системы трансляции. В любых условиях технологического проектирования в состав системы преобразования с неизбежностью входит целый ряд относительно обособленных подсистем трансляции, связанных между собой сложным комплексом информационных отношений:
Блок № 1 - «Подготовка исходной информации» является препроцессором технологического проектирования и содержит три процедуры каждая из которых уточняет полученную модель и сужает область технологического выбора.
Блок № 2 - «Выбор методов получения требуемого качества элементов детали» обеспечивает определение необходимых элементов технологического процесса (операций) обеспечивающих достижения необходимой точности и свойств материала детэли.
Блок № 3 - «Разработка маршрута обработки» представляет собой конфигурационный синтез временной последовательности создания и изменения формы и свойств материала объекта производства ограниченный техническими требованиями и современными методами
Блок № 4 - «Формирование технологической системы» содержит процедуры выбора (редко - пооектирования) технических средств, достэточных для преобразования информационной модели технологического процесса в реальную деталь
Блок № 5 - «Экономическое обоснование» приззан определить затраты на производство и однозначно выбрать наиболее эффективный (читай «дешевый») способ изготовления детали
Блок № 6 - «Оформление технологической документации» является постпроцессором технологического проектирования и содержит процедуры транслирующие теоретическую модель в форму понятную системе, реализующей технологический процесс.
Как видно из представленной схемы блоки-трансляторы от № 2 до № 5 обеспечивают многовариантность решений поставленных задач. Блок N9 1 является констатациониым блок № 5 обеспечивает выбор варианта по критерию затрат, а блок № 6 оформляе"1" выбранный вариант. Представленный алгоритм моделирования технологического процесса не является линейным. При невозможности и/или нерациональности синтезированного решения в одной из процедур возникает потребность в обратных информационных связях. Процедуры № 26 и № 5а отражают сложившуюся на предприятиях практику выбора заготовки по техническим требованиям и выбор вспомогательных операций.
Принципы р&ооты процедур трансляции. На современном этапе многие типовые решения ряда процедур достаточно формализованы для их выполнения в диалоговом режиме проектирования (на рисунке отмечены штоиховкойУ Дальнейшее развитие машиностроения приведет к некоторым дополнительным технологическим вариантам которые могут быть учтены в программном обеспечении соответствующей процедуры в виде информационной ячейки матрицы решений.
Не останавливаясь на подробном описании каждой из представленных процедур, следует отметить, что большинство из них основано на известных теориях К сожалению, современные отечественные технологические теории уходят корнями в глубокую древность первичных абстракций.
Так, учитывая относительную простоту формы большинства машиностроительных деталей, конструкторы и технологи в своих геометрические построения не выходят за рамки традиционной геометрии (без применения топологии и неэвклидовой геометоии). Но при этом многие очевидные истины не воспринимаются и не применякгся профессиональными технологами.
Широко применяемая в машиностроении теория резания, основана на принципе разрушения «слаоых» межмолекулярных связей объекта производства при помощи режущих инструментов имеющих более «прочные» связи между молекулами или кристаллами Однако в лазерном луче отсутствуют даже атомы а процесс резания осуществляется.
Теория размерных цепей, рожденная потребностями массового производства оружия, подразумевает возможность предварительного расчета результатов формообразования, однако до настоящего времени на отечественных предприятиях при внедрении нового технологического процесса применяется дорогостоящий метод проб и ошибок.
Теория базирования, разработанная в середине XX века, остается теорией оторванной от практики т.к. абстрактное базирование - первая ступень вссхождения к конкретному расположению объекта производства и инструмента в обрабатывающем комплексе.
Кроме точности размеров в ходе выполнения технологического процесса необходимо снижение времени его реализации и сокращение расходов на изготовление продукции Пои современном развитии методов и средств резания дальнейшее их совершенствование приведет к повышению производительности на десятые доли процента С другой стороны, модернизация вспомогательных процессов позволит многократно сократить затраты времени на преобразсзание чертежа в деталь. Но дпя этого разработчики должны использоьать науки, не традиционные для машиностроения: теорию массового обслуживания -георию расписаний, теорию принятия решений, системотехнику и т.п. Перечисленные теории давно и успешно применяются в других областях деятельности но не затрагивают консервативного машиностроения.
ВЫВОДЫ
Поедла1аемый «рамочный» алгоритм является основой системы трансляции конструкторской и экономической информационной модели плана продукции в информационную модель рационального технологического процесса. Конфигурация алгоритма разработана на основе обобщенного опыта и практики современных ртечественных машиностроитепьных предприятий и отражает традиции производства Наиболее сложным в разработке подробного алгоритма является выявление прямых и обратных информационных связей между отдельными процедурами. В основе принципов функционирования процедур технологического прое.<тирования пежат исключительно традиционные методы, что существенно упрощает его применение на практике. В ходе разработки отдельных процедур неизбежно уточнение общепринятых регламентов и требований ЕСКД ЕСТД и ЕСТПП. Применение алгоритма упростит обучение технологов в учебных заведениях, а, так же повысит качество и производительность производственных предприятий.
Моде П Ah ПF
1 подготовка ИСХОДНОМ информации
анализ i6| анализ 1в' анализ
размеонои поогоаммы технологичности
схемы выпуска детали
2 | выбор МЕТОДОВ получения требуемого качества элементов детали
выбор методов 5р >отк
26| выбор заготовки
2в| выбор химикотермической
б01
разработка Г"АРШРУТА обработки
* синтез синтез _ За | синтез
этапов технол размеров и структур
техпроцесса схем базирования операций
формирование технологической СИСТЕМЫ
4аJ выбор/проект технологического оборудования
461 выбор/проект технологических
выбор/проект режущего инструмента
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ обоснование
5а| проект вспомогательных
_операций
561
расчет норм времени
расчет технологической себестоимости
оф^мпение технологической ДОКУМЕНТАЦИИ
16а] оформление операционных _ карт
661 оформление операционных эскизов
бе| разрабо1ка программы дляЧПУ
> up. эу СС
Ьлок-схема моделирования rexiiojioi ичсского процесса
SUMMARY
Synthesis of modelling of technological process is offered. The structure of complex system of the tecnnological compiler is certain.
УДК 658.512.4
СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ КАК ОСНОВА ВЫДЕЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ИНВАРИАНТА ПРОДУКЦИИ КОМПАКТНОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Д.Н. Свирский
Компактный (минималистский) подход к организации эффективных систем машиностроительного производства основан на выделении и преобразовании интеллектуальной САПР/АСТПП конструктивного инварианта продукции в технологический и далее в технический инварианты производственной системы предприятия [1]. Проблема выделения инварианта как существенно общего в
