Формализация технологического процесса сборки обуви ниточных методов крепления с целью автоматизации его проектирования Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ТЕХНОЛОГИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 685.34.001.26(07)

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ ОБУВИ НИТОЧНЫХ МЕТОДОВ КРЕПЛЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ АВТОМАТИЗАЦИИ ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

© 2011 г. А.В. Высоцкая, Т.В. Тернавская

Южно-Российский государственный университет South-Russian State University

экономики и сервиса, г. Шахты of the Economy and Service, Shahty

Изложены научно обоснованные технологические разработки в области автоматизации технологической подготовки производства обуви. Их внедрение обеспечит технологов доступным инструментом для проектирования технологических процессов сборки обуви, что будет способствовать повышению эффективности обувного производства.

Ключевые слова: технологический процесс производства обуви; автоматизация; системный анализ; информационное обеспечение; методы крепления низа обуви.

In article scientifically well-founded technological workings out in the field of automation of technological preparation of manufacture offootwear are stated. Their introduction will provide technologists with the accessible tool for designing of technological processes of assemblage of footwear that will promote increase of efficiency of shoe manufacture.

Keywords: technological process of manufacture of footwear; automation; the system analysis; information support; methods of fastening of a bottom of footwear.

Исходя из анализа системных проблем лёгкой промышленности, причин их возникновения, результатов воздействия проблем на основные показатели деятельности предприятий, изучения стратегии развития легкой промышленности России на период до 2020 г. [1] можно сделать вывод о том, что главная проблема предприятий отрасли - это труднопрогнозируемый спрос, который существенно зависит от тенденций и веяний моды. В такой ситуации конкурентоспособными могут быть только те предприятия, которые в состоянии оперативно обеспечить присутствие нужного товара на рынке. Для этого необходима максимально высокая скорость реагирования на изменения рыночной конъюнктуры. Как показал литературный обзор состояния САПР в обувной промышленности, автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП) значительно отстают от уровня систем автоматизированного проектирования конструкторских работ (САПР КР), поэтому важным направлением интенсификации обувного производства является автоматизация проектных работ различного характера путем создания специализированных систем автоматизированного проектирования.

Наиболее слабым местом предприятий в настоящее время является низкий уровень информационного обеспечения технологической подготовки производства (ТПП), пока автоматизированы только отдельные этапы КТПП обуви.

В работах [2 - 4] представлен результат проведенной работы по автоматизации проектирования

технологического процесса сборки обуви клеевого метода крепления в виде программного обеспечения и базы данных. Продолжение работы в данном направлении актуально, так как в производстве обуви кроме клеевого метода крепления низа значительную роль играют и другие методы крепления, в частности ниточные.

Более того, рыночная ситуация требует не только постоянного обновления, но и расширения ассортимента продукции, с учетом требований всех категорий и возрастных групп населения, силовых структур и смежных отраслей промышленности. Обувь клеевого метода крепления, наиболее популярного у производителей, не может удовлетворить всем качественным запросам потребителей.

Производство обуви ниточных методов крепления низа связано с наиболее высокими трудовыми и материальными затратами, но, несмотря на эти факторы, многие крупные фабрики продолжают наращивать объемы выпуска такой обуви. Особая роль отводится комбинированным методам крепления, так как они совмещают в себе лучшие потребительские качества ниточного и клеевого методов крепления, соответствующие даже самым экстремальным условиям эксплуатации обуви. Показатели производственной эффективности не могут служить решающим фактором при выборе способа крепления, поскольку легкая промышленность должна не только увеличивать количество, но и всемерно улучшать качество продукции и непрерывно расширять ее ассортимент, поэтому

можно прогнозировать, что доля производства обуви ниточных методов крепления будет расти как следствие повышенного спроса на данную группу товаров.

Для автоматизации проектирования технологических процессов сборки обуви ниточных методов крепления (НМК) необходимо создание информационного обеспечения (ИО) с целью снижения трудоемкости и повышения эффективности работ на этапе ТПП.

В соответствии с поставленной целью определены следующие основные задачи исследования:

- системно-структурный анализ технологического процесса сборки обуви НМК;

- определение предикатов, влияющих на структуру технологического процесса;

- разработка структурно-логической модели сборки обуви НМК;

- формирование универсальной базы данных;

- создание программного обеспечения для автоматизированного проектирования технологического процесса сборки обуви НМК.

Теоретической и методологической основой исследования послужили теория моделирования сложных систем, теория исследования операций, метод системного анализа, метод классификации и кодирования, методология разработки информационных систем, теория объектно-ориентированного программирования, теория алгоритмизации.

Информационно-теоретической базой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по исследуемой и смежной проблеме, всероссийские и отраслевые стандарты, технологическая документация, нормативная, энциклопедическая и справочная литература.

Процесс мышления человека при постановке и решении различных задач осуществляется на основе общих логических законов, которые можно описать формальным языком. Эти логические законы и образуют общую программу решения той или иной задачи, использующей теорию исследования операций. К ним относятся законы и положения системного анализа.

Установлено, что использовать в обувном производстве ранее разработанные алгоритмы по составлению процесса производства какого-либо другого продукта нельзя. Необходимость составления новых алгоритмов для решения отдельных задач возникает вследствие того, что с помощью одной общей программы исследования проблемы нельзя решить конкретные задачи. Решение конкретной задачи имеет специфику, которая требует особых форм анализа и синтеза, своих логических методов. Наличие именно специфической программы и вызывает необходимость составлять для решения различных задач новые алгоритмы. Задача моделирования эвристических элементов проектирования технологического процесса производства обуви является оригинальной, и для нахождения способов ее реализации следует разработать специфическую программу ее решения — математическую модель и алгоритм.

Для достижения поставленной цели выполнена формализация исходной информации, необходимой

для создания автоматизированной системы проектирования технологических процессов сборки обуви НМК. Проведён системно-структурный анализ технологического процесса сборки обуви НМК. На основе типовой технологии производства обуви составлен сводный технологический процесс сборки обуви ниточных и комбинированных с клеевым методов крепления, в результате чего каждой операции присвоен цифровой код. Таким образом, сформирована зона всех возможных вариантов получения обуви со всеми предикатами конструкции.

Для объективного обоснования порядка составления схемы технологического процесса и алгоритма его выбора составлена матрица совпадений технологических операций в зависимости от материалов, конструкции и способов обработки заготовок верха, стелечных и подошвенных узлов, каблуков и промежуточных деталей.

Процесс проектирования технологического процесса предложено разделить на ряд уровней, а на каждом уровне выделить более простые подзадачи с последующей взаимной оптимизацией их решений. Все ниточные и комбинированные с клеевым методы крепления были разбиты на 7 групп: сандальную, рантовую, доппельную, прошивную, парко, «калифорния» и «сан-криспино». В рамках каждой группы метода крепления технологический процесс сборки обуви можно укрупнённо представить в виде четырёх блоков: блок операций, предшествующих формованию, блок операций формования и фиксации формы, блок операций прикрепления деталей низа, блок отделочных операций. На основе логического анализа и синтеза в пределах каждого блока исследованы и выделены 17 предикатов, которые определяют структуру технологического процесса сборки обуви ниточных и комбинированных с клеевым методов крепления. Разработан классификатор, в котором сведения о свойствах обуви (предикатах) представлены в виде полного их перечня (номенклатуры), и структурная схема кодирования модели обуви для автоматизированного проектирования технологического процесса. Структурная схема кодирования модели обуви (рис. 1) позволяет составить шифр (цифровой код) сборки обуви по номенклатуре предикатов. В формализованной записи сводного техпроцесса и номенклатуре предикатов содержатся все данные, которые необходимы для программированного выбора технологического процесса производства обуви. Полученная в результате системно-структурного анализа информация необходима и достаточна для построения структурно-логических моделей проектирования технологического процесса сборки обуви ниточных и комбинированных с клеевым методов крепления.

Разработаны структурно-логические модели проектирования технологического процесса НМК (7 моделей в соответствии с количеством выделенных групп методов крепления). На рис. 2 показана структурно-логическая модель проектирования технологического процесса сборки обуви сандальной группы методов крепления низа обуви.

Х ХХХХХХХХХХХХХХХХ

Стандарт на изготовление Уровень 17

Отделка уреза

Метод формования

Высота каблука

Материал и конструкция каблука

Материал и конструкция низа

Материал и конструкция стельки

Материал подноска

Материал задника

Метод крепления

Материал подкладки

Материал верха

Назначение од обуви

Уровень 16

Уровень 15

Уровень 14

Уровень 13 Уровень 12

Уровень 11

Уровень 10

Уровень 9

Уровень 8

Уровень 7

Уровень 6 Уровень 5

Уровень 4

Уровень 3

Вид обуви

Уровень 2

Группа методов крепления

Уровень 1

Рис. 1. Структурная схема кодирования модели для автоматизированного проектирования технологического процесса обуви ниточных методов крепления низа обуви

Метод крепления

Сандальный

Сандально-клеевой

Строчечно-сандальный

Строчечно-сандально- клеевой

Матери;

ал верха

НК эластич.

Подносок

, кожаный ^ 1

другие -

отсутствует 2-4

'1 5

Задник |

кожаный ^ 1

другие 2-4

отсутствует ^

5

i

Материал низа

1 Кожаная подошва 1

X Резиновая подошв 1 с кож подложками

2

Метод формования

Клеевой

Скобочный

Комбинированны

Безобтяжный

Рант

Декоративный

Отсутствует

Материал стельки

Втачная

Отсутствует

1,5

3,4,6

i *

1 I 2 | 3-4|~5

Отделка уреза

Воск

Латексная краска

Отсутствует

I

_

X

6| 7| 8| 9 10 11-12|13 |14|15|16"[Г7

X

18-21 22

28 ""29"

30

31

32

33

34

35

36

37

ж

39 "40 41

X

23 | 24| 251 261 27

Рис. 2. Структурно-логическая модель проектирования технологического процесса сборки обуви сандальной группы методов крепления низа обуви

2

3

4

2

3

2

2

3

4

2

2

Предикаты изображены слева в виде прямоугольников, которые состоят из нескольких элементов, изображенных прямоугольниками с цифрой внутри. Цифра - это код, присвоенный элементу в классификаторе. Технологические операции также представлены в виде прямоугольников (справа и внизу) с кодом внутри, расшифровка которых представлена в сводном технологическом процессе. Взаимосвязь между элементами критериев и технологическими операциями показана с помощью стрелок. Если стрелки пересекаются и на пересечении не стоит точка, это означает, что потоки информации не соединяются, если точка стоит, то они сливаются.

Таким образом, произведена формализация технологического процесса сборки обуви НМК и создана нормативная база для его автоматизированного проектирования на стадии ТПП.

На основе структурно-логических моделей сборки обуви НМК спроектирована база данных. База данных состоит более чем из двадцати связанных и подчинённых таблиц и других необходимых объектов приложения: запросов, форм, отчетов. Для быстрого и простого доступа к созданным объектам служит главная кнопочная форма базы данных.

На основе спроектированной базы данных разработано программное обеспечение для автоматизированного выбора технологического процесса сборки обуви ниточных методов крепления:

- в соответствии разработанным алгоритмом формируются точные предписания, определяющие вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату;

- текст программы записан на языке Visual Basic for Application;

- проведено тестирование программы. В результате были выявлены некоторые логические ошибки, после устранения которых установлено, что разработанное программное обеспечение соответствует основным показателям качества информационных систем.

На рис. 3 показан алгоритм работы программы для автоматизированного проектирования технологического процесса сборки обуви сандальной группы методов крепления. Такие алгоритмы разработаны для всех семи групп ниточных методов крепления.

Программное обеспечение обрабатывает выбранные условия в соответствии с алгоритмом, и выдает на печать готовый вариант техпроцесса на данную модель обуви с расчетом трудоемкости и количества рабочих, а также паспорт модели (рис. 4). При использовании разработанного информационного обеспечения задача технолога по проектированию технологического процесса сводится к выбору конструктивных признаков модели и основных ограничений, анализу результатов, корректировке выбранных условий (в случае необходимости) и выбору оптимального варианта.

Рис. 3. Алгоритм работы программы для автоматизированного выбора технологического процесса сборки обуви сандальной группы методов крепления

Рис. 4. Главная кнопочная форма базы данных, форма «Характеристика модели» и документы, получаемые при нажатии кнопок формы

Полученные теоретические и практические результаты позволяют говорить о достижении синерге-тического эффекта как с точки зрения технологии (за счет сокращения времени на ТПП при смене ассортимента, выбора оптимального технологического процесса), так и с точки зрения эффективности производства в целом, за счет одновременного достижения социального и экономического эффекта.

Литература

1. Стратегия развития легкой промышленности России на период до 2020 года : Приказ Минпромторга РФ № 853 от 24 сентября 2009 г. «Об утверждении Стратегии раз-

вития легкой промышленности России на период до 2020 года и Плана мероприятий по ее реализации» [Электронный ресурс] // URL: http://www.minpromtorg.gov.ru /reposit/ docs/mpt/orders/3/STRATEGIYa_LEGKOY_2020.dot

2. Старых О.И., Тернавская Т.В. Информационная поддержка технологической подготовки производства обуви. Сообщение 1// Кожевенно-обувная промышленность. М., 2009. № 1. С. 16 - 18.

3. Старых О.И., Тернавская Т.В. Информационная поддержка технологической подготовки производства обуви. Сообщение 2 //Кожевенно-обувная промышленность. М., 2009. № 5.

4. Тернавская Т.В., Старых О.И. Информационное обеспечение новых технологий обучения //Изв. Волгоградского гос. техн. ун-та. 2007. Т. 7, № 4. С. 185 - 186.

Поступила в редакцию 14 июня 2011 г.

Высоцкая Анна Вацлавовна - аспирант, Южно-Росиийский государственный университет экономики и сервиса. Тел. 8-919-873-30-77. E-mail: wysozkay@mail.ru

Тернавская Татьяна Владимировна - канд. техн. наук, профессор, Южно-Росиийский государственный университет экономики и сервиса. Тел. 8-928-77-56-536. E-mail: tvt-06@mail.ru

Vysotskaja Anna Vazlavovna - post-graduate student, South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. 8-919-873-30-77. E-mail: wysozkay@mail.ru

Ternavskaya Tatiana Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, professor, South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. 8-928-77-56-536. E-mail: tvt-06@mail.ru