ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Д.С. Казанцев

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

В статье описывается текущая ситуация в российском машиностроении и приводятся существующие в научной среде подходы к решению отмеченных проблем. Для их решения в статье предлагается создание/закупка встроенного в РБЫ/РЬМ систему приложения, нацеленного на работу с базами данных деталей и приспособлений. При проработке структуры и принципов его работы рекомендуется создание аналога такого приложения в простейших табличных процессорах или СУБД.

Ключевые слова: средства технологического оснащения, базы данных, приспособления, поиск, универсализация.

На сегодняшний день растущий уровень научно-технического прогресса позволяет применять принципы универсализации производства и гибких производственных систем на все большем количестве рыночных ниш и с все большим экономическим эффектом. Для российских машиностроительных предприятий данный подход к производственной деятельности может быть еще более привлекательным в силу малого спроса на крупные партии производимой продукции внутри страны и высокой конкуренции на зарубежных рынках.

Для крупного промышленного предприятия поэтапное внедрение такого подхода также означает повышение уровня автоматизации и цифровизации всех уровней производства для достижения минимального времени подготовки производства к выпуску новой продукции, ускорение процессов обмена информацией, ее анализа и контроля. Важным элементом этого процесса является повышение эффективности использования различных баз данных предприятия. Во многих компаниях уже применяются электронные системы учета и планирования движения и расхода материалов, инструмента, средств технологического оснащения и пр.

Однако при этом незаслуженно мало внимания уделяется ускорению и повышению эффективности конструкторско-технологической подготовки производства в части работы с базами данных спроектированных деталей и средств технологического оснащения (СТО) для их изготовления. Полная оцифровка документации и создание эффективной системы управления такими базами данных позволит достичь следующих результатов:

•Инженер-конструктор основной продукции получит возможность быстрого и удобного поиска ранее спроектированных машин и деталей и примененных при их проектировании технических решений. Это может значительно снизить затраты на проведение НИОКР, а также снизить затраты на проектирование и производство изделий за счет повышения уровня их унификации

• Инженер-конструктор отдела подготовки производства получит возможность поиска уже спроектированных средств технологического оснащения, примененных технических решений, необходимых характеристик оборудования, деталей и технологического процесса. Это позволит провести глубокий анализ имеющихся и требуемых СТО, снизить затраты на их проектирование и значительно повысить уровень их унификации, уровень загрузки операциями и эффективность использования

Кроме того, достигнутые результаты положительно отразятся на работе всех остальных участников цепочки создания продукции. В настоящей статье озвученная проблема и пути ее решения будут рассматриваться с позиции инженера-конструктора отдела подготовки производства.

Рассмотрим существующие в научной среде подходы к решению данной проблемы.

С развитием технологий компьютерного проектирования и применения создаваемых 3Б-моделей на всех этапах жизненного цикла продукции все большую популярность завоевывает идея поиска моделей и сборок путем анализа геометрических и кинематических свойств самих моделей в базе данных и их сравнения с заданными для поиска абстрактными свойствами или свойствами другой детали [1]. Однако такой метод требует создания/покупки соответствующего приложения, наличия большой структурированной базы 3Б-моделей и трудоемкой специальной настройки приложения для работы в области технологической оснастки.

© Казанцев Д. С., 2021.

Научный руководитель: Калинина Наталия Евгеньевна - кандидат экономических наук, доцент, Уральский федеральный университет, Россия.

Применительно к технологической оснастке похожий подход к работе с 3Б-моделями демонстрируют Д. П. Кункевич, Ю. В. Полозков и А. А. Барышев в статье «Автоматизированный синтез конструкций приспособлений» [2], также извлекая и используя геометрические свойства моделей для определения базирующих элементов и предварительного построения конструкции приспособления. Однако такая система не нацелена на работу с базами данных и предназначена для решения несколько иных проблем, чем рассматриваемые в данной статье.

В работах «Платформа для проектирования технологической оснастки "на заказ"» [3], «Обоснование базовой платформы для использования моделирования при решении задач проектирования технологической оснастки в информационно-технологической среде» [4] и «Возможности проектирования машиностроительных изделий на основе компьютерных баз знаний» [5] авторы выдвигают идею создания системы автоматизированной поддержки инженерных решений (САПИР). Такая система должна быть связана с базами данных (справочной информации, параметризованных деталей, архивом проектов и пр.) и значительно сокращать трудоемкость проектирования, рекомендуя шаблонные или частично оригинальные конструкции для каждого отдельного заказа через диалог с пользователем. Однако такая система не решает проблемы универсализации и повышения загрузки приспособлений (и СТО в целом) на конкретном предприятии, а внедрение системы требует существенных временных или материальных затрат и означает одномоментное изменение процесса работы конструкторов. Кроме того, в статье подробно не рассматриваются методика проведения поиска приспособлений и формат представления элементов баз данных.

Какие же методы и принципы следует использовать для решения поднятых в статье проблем? Лучше всего для решения заявленных проблем подойдет приложение (встроенное в PDM/PLM системы или самостоятельное), нацеленное на поиск и подбор приспособлений в некоторых базах данных по задаваемым пользователем значимым факторам. В дальнейшем функционал такой системы может расширяться, повышая эффективность работы и позволяя оперативно изменять информацию о загрузке приспособлений (и СТО в целом), новых заказах, новом оборудовании и пр. Для предприятий, имеющих большую базу оцифрованных чертежей на бумажных носителях и чертежей, созданных без использования трехмерного моделирования, также будет важна возможность поиска как по чертежам различных форматов, так и по 3D-моделям деталей и приспособлений (в том числе, с использованием геометрических свойств моделей по примеру рассмотренных выше подходов).

До начала создания или закупки такого приложения следует определить его структуру, форму представления данных, выявить все значимые критерии, по которым будут производиться поиск и анализ. Для исключения ошибок и практической проверки работы такого принципа поиска возможно предварительное создание аналога рассматриваемого приложения в простейших табличных процессорах и системах управления базами данных (Microsoft Excel, Microsoft Access и др.).

В качестве примера можно привести простейший аналог такого приложения, созданный на одном из машиностроительных предприятий в табличном процессоре Microsoft Excel и осуществляющий поиск и подбор приспособлений для хромирования. Он позволяет проводить поиск приспособлений по значительному количеству ключевых и вспомогательных критериев (лист 1, содержащий таблицу-БД с информацией о приспособлениях) и содержит визуализированную базу чертежей общего вида приспособлений и хромируемых деталей (лист 2), визуализированную базу остальных чертежей (лист 3) и гиперссылки, соединяющие листы документа между собой и с базами чертежей и моделей в локальной сети. Схема аналога приложения представлена на рис. 1.

Лист 1 (Таблица -поисковая система)

cd

Лист 2 (База чертежей OB приспособлений и деталей)

О

Лист 3 (База остальных чертежей)

Ü

База чертежей и

моделей в локальной сети

Рис. 1. Структура аналога приложения

В число критериев для поиска попали, кроме технологических критериев, такие свойства приспособлений этого типа, как наличие наводящего анода, тип хромируемых деталей и покрываемых поверхностей, возможность регулировки приспособления, тип базирования и крепления деталей и размеры базирующих и крепежных поверхностей.

Несмотря на примитивность данного аналога приложения, в результате его создания в несколько раз повысилась скорость проведения поиска (по сравнению с неорганизованной базой данных чертежей), увеличилась степень загрузки приспособлений, уменьшилась трудоемкость конструкторской работы по подготовке производства и были отработаны схема и структура поиска для создания в дальнейшем полноценного приложения.

Бибилиографический список

1.Lupinetti, K. Multi-criteria retrieval of CAD assembly models / K. Lupinetti, F. Giannini, M. Monti and others // Journal of Computational Design and Engineering. Volume 5, Issue 1, January 2018, Pages 41-53.

2.Кункевич, Д. П. Автоматизированный синтез конструкций технологических приспособлений / Д. П. Кунке-вич, Ю. В. Полозков, А. А. Барышев // Журнал «Системный анализ и прикладная информатика». 2019. № 4. С. 39-45.

3.Рыбаков А. В. Платформа для проектирования технологической оснастки «на заказ» / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, А. А. Краснов и др. // Журнал «Наукоемкие технологии в машиностроении». 2019. № 6 (96). С. 30-36.

4.Рыбаков А. В. Обоснование базовой платформы для использования моделирования при решении задач проектирования технологической оснастки в информационно-технологической среде / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, А. А. Краснов и др. // Журнал «Вестник МГТУ Станкин». 2019. № 3 (50). С. 66-71.

5.Рыбаков А. В. Возможности проектирования машиностроительных изделий на основе компьютерных баз знаний / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, А. А. Краснов // Журнал «Вестник МГТУ Станкин». 2015. № 2 (33). С. 8388.

КАЗАНЦЕВ ДМИТРИЙ СЕРГЕЕВИЧ - магистрант, Уральский федеральный университет, Россия.