Основы построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения производства изделий в геофизическом приборостроении icon

Основы построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения производства изделий в геофизическом приборостроении


Смотрите также:
Основы построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и...
Образовательная программа 220300 Автоматизированные технологии и производства...
Основы построения автоматизированных систем иерархически-взаимосвязанного управления сложными...
2 Основы построения статистических моделей конструкций и технологических процессов эвс...
Рабочая учебная программа дисциплины Моделирование химико-технологических процессов Направление...
Рабочая учебная программа дисциплины Математическое моделирование технологических процессов...
Программа и перечень вопросов вступительного экзамена по специальности в аспирантуру для...
Аннотация рабочей программы дисциплины «Теория автоматического управления» Направление...
Кафедра автоматизированных библиотечных систем и вычислительной техники...
Рабочая программа дисциплины математические основы теории систем направление ооп: Автоматизация...
Задачи и методы синтеза линейных су...
Формирование базовых компетенций студентов технического профиля (на примере изучения курса...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4
скачать
На правах рукописи





Бурдо Георгий Борисович


ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ автоматизированнЫХ СИСТЕМ проектирования технОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ

В ГЕОФИЗИЧЕСКОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ


Специальность 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования

(в промышленности)


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук


Тверь-2011

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете


Научный консультант - доктор технических наук, профессор

ПАЛЮХ Борис Васильевич


Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

КАМАЕВ Валерий Анатольевич

- доктор технических наук, профессор

МИТРОФАНОВ Владимир Георгиевич


- доктор технических наук, профессор

Еремеев Александр Павлович


Ведущая организация - ОАО научно-производственное предприятие

«ГЕРС», г. Тверь


Защита диссертации состоится « 20 » мая 2011г., в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.262.04 в Тверском государственном техническом университете по адресу:

170026, г. Тверь, наб. Афанасия Никитина, 22.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.


Автореферат разослан « » 2011г.


Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Н.Н. Филатова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы определяется имеющимися противоречиями в области проектирования технологических процессов (ТПр) и управлением выпуском изделий в геофизическом приборостроении (ГФП):

- время технологической подготовки производства (ТПП) с помощью автоматизированных систем проектирования технологических процессов (T-Flex, Вертикаль, Спрут, ТехноПРО, TEXCARD и др.) становится соизмеримым со временем изготовления деталей, не осуществляется организационно-технологическое проектирование ТПр (их разработка с учетом целевой функции заказа, способа организации производства, загрузки оборудования подразделений), актуальное для единичного и мелкосерийного производства;

- большие затраты времени на разработку и корректировку постоянно обновляемых в течение года объемных и календарных планов затрудняют точное определение объемов и сроков выполнения договоров, заставляют фирмы иметь запасы узлов и приборов, которые могут быть не востребованы потребителями и увеличивают незавершенное производство;

- способы управление ТПр изготовления приборов не отвечает условию своевременной штучной поставки приборов по большому числу контрактов;

- для организации управления производством необходимо знание времен выполнения операций, однако ТПП из-за дефицита времени выполняется весьма укрупненно;

- методология построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов (САПР ТП), автоматизированных систем управления ТПр (АСУТП) и систем управления и планирования предприятием разного уровня (ERP (Enterprise Resourse Planning)-системы, MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), Scada (Supervisoru Control And Data Acquisition) и др.) направлена на обслуживание нужд серийного и крупносерийного производства (ГФП относится к единичному и мелкосерийному); ERP-системы к тому же ориентированы на североамериканский (отчасти западноевропейский) способ организации технологий;

- ERP и MRP-2 -системы позволяют разрабатывать в автоматизированном режиме объемные планы, разработка точных календарных и оперативных планов невозможна из-за отсутствия средств для расчета циклов изготовлений изделий, автоматизированная корректировка планов по результатам диспетчирования (Scada) не предусматривается;

- АСУТП позволяют отслеживать выполнение КПГ, но не имеют формальных процедур для их расчетов, и принятия решений на основе результатов диспетчирования;

- имеется информационный разрыв между САПР ТП, АСУТП и ERP-системами, не позволяющий оперативно принимать управленческие решения;

- развитие геофизического приборостроения России, находящегося на прорывных направлениях развития науки и техники и успешно конкурирующего с ведущими зарубежными фирмами, сдерживает отсутствие современных производственных систем (ПС).

Выявленные противоречия позволяют осуществить постановку проблемы, имеющей важное значение для отечественного геофизического приборостроения – повышение эффективности функционирования производственных систем ГФП путем сокращения сроков и совершенствования ТПП и планово-организационного сопровождения производства изделий. Решение проблемы приводит к сокращению времени на выпуск новых образцов техники, улучшению технико-экономических показателей предприятий, обеспечивает возможность управлять сроками изготовления изделий за счет многовариантной оценки решений.

В рамках данной проблемы актуальны постановка и решение научной проблемы – создание теоретических основ для построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения процессов производства изделий (АССП) в ПС геофизического приборостроения.

Решение проблемы предлагается осуществлять на основе формализации и автоматизации проектных процедур при проведении организационно- технологического проектирования ТПр, разработке и корректировке планов технологических подразделений и диспетчировании их работы.

Область исследования –методология разработки моделей и методов для анализа и синтеза проектных решений по проектированию технологий и планированию и управлению производством в машиностроении и приборостроении.

Объект исследования – процесс автоматизированного проектирования технологических процессов и принятия решений при сопровождении производства изделий в ГФП, методы и способы осуществления проектных процедур.

Цель диссертационной работы – совершенствование существующей методологии построения САПР ТП и АССП для предприятий геофизического приборостроения на основе совокупности принципов, моделей, положений и методов, создающих предпосылки для повышения степени автоматизации и интеллектуализации проектных процедур при разработке ТПр и сопровождении производства изделий.

Для достижения цели в работе осуществлялись постановка и решение основных исследовательских задач:

1) выбор и анализ объекта проектирования, анализ существующей методологии и систем автоматизированного проектирования технологических процессов и управления предприятиями разных уровней,

2) анализ моделей процесса проектирования и моделей представления знаний в САПР ТП и АССП, разработка принципов их создания, методов и моделей процессов автоматизированного организационно-технологического проектирования в САПР ТП и принятия решений в АССП на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях,

3) построение иерархических теоретико-множественных описаний производственной системы, САПР ТП и АССП, обеспечивающих информационную интеграцию САПР ТП, АССП и технологический подразделений, и связь с системой управления организацией,

4) систематизация и формализация эвристик, организационных и технологических закономерностей построения технологии механической обработки, иерархическое представление процесса проектирования в САПР ТП на основе информационного преобразования состояний проектируемого объекта на уровнях декомпозиции, разработка методики автоматизированного проектирования ТПр с учетом загрузки оборудования и целевой функции ПС,

5) систематизация и формализация методов разработки объемных, календарных, оперативных планов и диспетчирования, учитывающих концепцию накопления контрактов, разработка моделей и алгоритмов процесса принятия решений в АССП на основе распознавания ситуации в ТП,

6) программная реализация методологии построения САПР ТП и АССП, разработка методик автоматизированного проектирования и сопровождения производства изделий, исследование предложенных моделей и методов при решении задач в производственных условиях.

Научная новизна. В настоящей работе:

1. Предложены на основе теоретико-множественного подхода и системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «подчиненность целей», «преемственность структур» способы информационной и временной интеграции САПР ТП, АССП и ТП, обеспечивающие организационно-технологическое проектирование ТПр с учетом загрузки оборудования и целевой функции, и сопровождение производства на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Разработано представление процесса проектирования в САПР ТП, включающее: способ иерархической организации проектных процедур, способ формирования базы знаний продукционных моделей на основе системно-технологических закономерностей, способ оценки промежуточных решений критериями, функционально выражаемых через параметры состояния проектируемого объекта (ТПр) на уровнях декомпозиции и технологических подразделений, способ представления параметров состояний ТПр.

3. Предложены иерархические модели знаний для информационного обеспечения САПР ТП на основе теоретико-множественного подхода и выявленной иерархической системы исходных положений, вытекающих из технологических, системных и организационно-экономических принципов проектирования ТПр, включающие: описание уровней процесса проектирования и проектируемого объекта, описание процедур синтеза и оценки решений, описание процедур накопления опыта.

4. На основе выявленных принципов построения САПР ТП предложена методика автоматизированного проектирования технологических процессов, новизна которой заключается в систематизации и формализации проектных процедур на уровнях синтеза укрупненных схем, маршрутной и операционной технологии, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, и процедур оценки решений на уровнях системами критериев, зависящими от целевой функции ПС и параметров состояния ТП; в модификации решений при изменении загрузки оборудования и целевой функции.

5. Разработаны модели знаний для АССП на основе теоретико-множественного подхода, включающие: функциональное описание уровней сопровождения, логическую схему взаимосвязи проектных процедур, иерархические системы приоритетов, способы осуществления проектных процедур и распознавания ситуации в ТП.

6. На основе выявленных принципов построения АССП разработана методика автоматизированного сопровождения процессов изготовления приборов, новизна которой заключается в систематизации и формализации процедур расчета на всех уровнях сопровождения; взаимосвязи объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования; оперативном планировании и диспетчировании на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях; автоматическом переходе от одного уровня сопровождения к другому и в режим диалога.

7. Развита концепция принятия решений на основе интеллектуальной модели знаний, включающей продукционные модели представления знаний, логические, оптимизационные и интуитивные звенья. Разработаны методы формализации процессов проектирования и накопления знаний в САПР ТП и АССП.

8. Предложена методика диспетчирования технологических процессов на основе аппарата нечетких множеств, новизна которой заключается в ее применении применительно к дискретным машиностроительным объектам, выявлении совокупности входных и выходных параметров, разработке правил нечеткого вывода.

Методы исследования. В работе используются методы теорий: множеств, графов, формальных систем, искусственного интеллекта, исследования операций, управления, а также методы математической статистики.

Работа выполнена в рамах междисциплинарной отрасли научных знаний, охватывающих методологии систем автоматизированного проектирования, построения технологических процессов в машиностроении, автоматизированных систем управления предприятием и технологическими процессами, систем, проектирования, Бережливого производства, управления качеством.

Достоверность полученных результатов подтверждается экспериментальными исследованиями и апробацией на моделях и с помощью программных средств, реализующих отдельные элементы САПР ТП и АССП, доказывающими адекватность синтезированных технологических и управленческих решений условиям их реализации, соответствие информационного и системного представления проектируемых объектов реальным объектам в производственной системе. Результаты автоматизированного синтеза технологических процессов, объемных, календарных планов, календарных планов-графиков (КПГ) и диспетчирования при промышленной эксплуатации полностью подтверждают эффективность предложенных методик, моделей и алгоритмов в САПР ТП и АССП.

Практическая ценность работы заключается в повышении эффективности человеко-машинных систем при проектировании технологических процессов механической обработки и сопровождении процессов изготовления изделий в ГФП, выражающейся в автоматизации процедур: многовариантного синтеза решений и их отбора на уровнях декомпозиции процесса проектирования (САПР ТП), разработки планов всех уровней для технологических подразделений и принятия управленческих решений на основе диспетчирования (АССП). В ходе выполнения исследований:

1. Показана необходимость системной, информационной и временной интеграции САПР ТП, АССП и ТП в рамках производственной системы, что создает возможности: реализации дополнительного уровня управления ТП за счет проектирования ТПр с учетом целевой функции ПС и текущей загрузки оборудования; осуществлять планирование и диспетчирование на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Доказана возможность снижения субъективизма и времени технологической подготовки производства при повышении ее качества в условиях ГФП на основе САПР ТП, сочетающих методики многоуровневого организационно-технологического проектирования единичных и унифицированных ТПр, учитывающие загрузку оборудования ТП и целевую функцию ПС.

3. Сформирован иерархический комплекс системно-технологических закономерностей, базирующийся на технологических, системных, организационно-экономических принципах построения ТПр, определяющий формальное и семантическое содержание проектных процедур, и позволяющий с высокой степенью автоматичности получать описания ТПр на различных уровнях декомпозиции процесса проектирования.

4. Обоснован и сформирован комплекс интервальных критериев, позволяющий сократить пространство поиска решений на всех уровнях процесса технологического проектирования. Комплексы критериев модифицируются в зависимости от целевой функции производственной системы, и количественно определяются параметрами синтезированного технологического решения данного уровня и параметрами загрузки оборудования, необходимого для его реализации. Это избавляет от необходимости детальной проработки решений для их оценки целевой функцией в параметрах решения нижнего уровня.

5. Представлена развернутая иерархическая система формальных правил автоматизированного проектирования технологических процессов в САПР ТП, позволяющая производить разработку новой и доработку спроектированной ранее технологии, начиная со строго определенного уровня процесса проектирования. Предложен способ непосредственного перехода от известных системных характеристик детали к системным характеристикам технологического решения определенного уровня из числа спроектированных ранее.

6. Представлены и обоснованы формальные проектные процедуры в АССП, позволяющие автоматизировать: процессы принятия решений на различных этапах сопровождения выпуска приборов на основе распознавания и оценки ситуации в ТП; переход на следующие этапы и реализацию обратных связей при планировании; выработку управляющих воздействий по результатам анализа данных диспетчирования.

7. Разработаны иерархические системы (глобальный-внутренний-частный приоритет) динамичных приоритетных правил, определяющие формальные процедуры формирования календарного плана-графика прохождения деталей по операциям в технологических подразделениях. Выбор конкретной системы частных приоритетов осуществляется на основе анализа текущей ситуации в технологических подразделениях, переназначение глобальных и внутренних приоритетов при переходе в последующие интервалы оперативного планирования производится автоматически.

8. Представлена методика диспетчирования технологических процессов механической обработки на основе нечетких множеств, пригодная для реализации в подразделениях с числом рабочих мест до 30-ти, показаны входные параметры и способ определения их числовых значений, выходные переменные и их размерность, система нечетких правил вывода.

9. Разработаны и переданы в эксплуатацию методики и программные средства, защищенные свидетельством о регистрации программ для ЭВМ, обеспечивающие интеллектуализацию и автоматизацию комплексных задач разработки технологических процессов и сопровождения производства изделий в геофизическом приборостроении.

На защиту выносятся:

1. Совокупность теоретико-множественных моделей производственной системы, САПР ТП и АССП, построенных на основе системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внешняя среда», «подчиненность целей», позволяющая получить новые системные свойства при проектировании ТПр и сопровождении производства изделий, и определяющая функции, структуры, информационные связи и параметры решений в САПР ТП и АССП.

2. Методика представления процесса проектирования (ПП) в САПР ТП, включающая: способ декомпозиции ПП на уровни; способ организации проектных процедур; способ критериальной оценки в параметрах проектируемого объекта рассматриваемого уровня и технологических подразделений; способ представления знаний; модели технологических подразделений, реализующих ТПр, модели ТПр на уровнях декомпозиции; механизм накопления знаний.

3. Формальная система проектных функций и моделей, позволяющая преобразовывать информационное описание состояния детали, соответствующее заготовке, в описание состояния, соответствующее готовой детали. Система продукций основана на: иерархическом комплексе системно-технологических закономерностей, отражающих экономические, организационные и технологические принципы проектирования ТПр и системную интеграцию агентов в ПС; генерации множества вариантов; реализации связей с другими агентами ПС.

4. Методика автоматизированного сопровождения на основе системы формальных моделей для автоматизированного построения объемных, календарных, оперативных планов и диспетчирования, обеспечивающая эффективное сопровождение процессов изготовления деталей и отражающая иерархию процессов планирования и управления в организации. Методика основана: на анализе и распознавании текущего состояния в ПС; на анализе и выборе приоритетных схем прохождения деталей по операциям; на реализации обратных связей на всех уровнях сопровождения и связей с другими агентами ПС.

5. Методика автоматизированного формирования и выбора иерархических приоритетных схем для построения календарных планов-графиков прохождения деталей по операциям на основе соотношения «разряд-группа-вид работ» и распознавания ситуации в ТП, отражающая иерархию целей в производственной системе.

6. Методика проведения проектных работ и использования программных средств, распределение функций в рамках ПС, САПР ТП и АССП.

Связь работы с научными темами и программами. Результаты работ получены в ходе проведения хоздоговорных НИР: с ОАО «Бежецксельмаш» (г.Бежецк) по теме «Автоматизация проектирования технологических процессов» (1986-1988 гг.), с ОАО «Тверской экскаватор» (г.Тверь) по теме «Повышение эффективности проектирования технологий» (1985-1987 гг.), с администрацией области по темам «Разработка компьютерных технологий проектирования технологических процессов» (1999 г.) и «Разработка компьтерных технологий размерного анализа» (2001 г.); госбюджетных НИР Тверского государственного технического университета « Разработка проекта учебной САПР ТП для ГПС» (1995- 2003гг.), «Разработка программных средств размерного анализа конструкций» (2002-2004), «Разработка программных средств размерного анализа технологических процессов» (2005-2007), «Разработка автоматизированной системы проектирования и управления технологическими процессами» (2008-2010 гг.); НИР в рамках федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России в 2008-2013 годах».

Апробация работы. Результаты работ докладывались и обсуждались на Республиканских научно-технических конференциях «Усовершенствование технологической подготовки машиностроительных и приборостроительных предприятий с применением средств вычислительной техники» (г. Таллин, 1979), «Автоматизация проектирования и производства с применением ЭВМ и числового программного управления в машино- и приборостроении» (г. Таллин, 1984) и «Создание гибких комплексов в машиностроении на базе станков с ЧПУ и промышленных роботов» (г. Киев, 1985), научно-технической конференции «Проблемы и эксплуатация гибких производственных систем» (г. Саранск, 1986), межреспубликанской научно-технической конференции «Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении» (г. Волгоград, 1989), Юбилейной научно-технической конференции (г.Тверь, 1998), на региональной научно – технической конференции «Современные проблемы развития и совершенствования учебного процесса» (г. Самара, 2000), научно- практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса тверского региона» (г. Тверь, 2001), двенадцатой национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием (г.Тверь, Россия, 2010).

Внедрение результатов. Результаты работ внедрены и используются при проектировании технологических процессов, сопровождении и управлении технологическими процессами в ООО «Нефтегазгеофизика» (г. Тверь), Научно-производственном филиале «Центргеофизика» ООО «Георесурс» (ОАО « Газпром», г. Кимры), ОАО Научно-производственной фирме «Геофизика» (г. Уфа), ОАО «Исток» (г.Тверь), ОАО «Тверской экскаватор» (г. Тверь).

Научные и практические результаты переданы в эксплуатацию и используются при выполнении НИР, подготовке специалистов и магистров по направлениям «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и «Автоматизация и управления» в Тверском государственном техническом университете.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 40 печатных научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 361 странице машинописного текста, включающих 121 рисунок, 11 таблиц, 5 приложений, список использованной литературы (251 наименование).

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, в историческом плане рассмотрены этапы научных исследований в области создания методологии проектирования технологических процессов (ТПр) и САПР ТП, управления работой технологических подразделений (ТП). Сформулированы основные теоретические положения, выносимые на защиту и определяющие научную новизну. Приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе осуществляется обоснование актуальности исследования в области разработки САПР ТП и АССП в геофизическом приборостроении (ГФП).

К настоящему времени доля предприятий единичного и мелкосерийного производства (к которым относилось и относится геофизическое приборостроение) в России и за рубежом увеличилась до 35-40% с 5-10% в середине 80-х годов. Значительная часть предприятий ГФП, в связи со спецификой изделий, занята выпуском своих разработок, отличающихся высокой наукоемкостью, и успешно конкурирующих с зарубежными. Предприятия ГФП, как представители единичного и мелкосерийного производства, оказались в стороне от вопросов совершенствования технологической подготовки производства (ТПП) и управления, и научных разработок, касающиеся этих вопросов. Отличительными чертами ГФП, позволяющими его выделить в единичном и мелкосерийном производстве, являются следующие: 1) высокая наукоемкость и стоимость изделий, практически вновь полностью разрабатываемых и изготавливаемых фирмой; 2) сложность и трудоемкость деталей и ТПр, определяемые специфичностью конструкторско-технологических параметров изделий и их служебным назначением (высокая температура и давление, агрессивные среды); 3) весьма ожидаемы конструктивные изменения в процессе изготовления, что влечет корректировку сроков и планов; 4) высокая технологическая сложность и разнообразие изделий приводит к выполнению части операций и ТПр на стороне; 5) цикл изготовления прерывается не только работами, выполняемыми на стороне, но и работами, выполняемыми вне ТП фирмы (метрология узлов и приборов, монтаж электроники, испытания в термобарокамере), поэтому велико влияние случайных временных факторов на длительность изготовления; 6) зависимость сроков изготовления от своевременности поставок (в т.ч. и зарубежных) по изменяемой номенклатуре; 7) необходимость реализации разнообразных, иногда повторяющихся, технологических методов на разных этапах ТПр; 8) недопустимость отступления от организационно-технологического проектирования ТПр, что приведет к увеличению стоимости, сроков изготовления и снижению конкурентоспособности изделий.

Планы предприятий в течение года постоянно накапливаются, что заставляет пересматривать календарные сроки изготовления приборов по контрактам. Контракты разнятся по целевым установкам их выполнения (с минимальной себестоимостью, в минимальные сроки и т.д.). Ситуация в ТП динамична, что заставляет менять правила разработки ТПр. Следовательно, ТПП и управление ТПр следует рассматривать, как интегрированную организационно – технологическую задачу. Рассмотрены характеристики ТП и организационно-функциональная структура ПС. Проанализирована номенклатура изделий и деталей, изготавливаемых в ПС, технология их механической обработки, ведущаяся, в основном, на оборудовании токарной, фрезерной, координатной, долбежной и шлифовальной групп.

В настоящее время рынок программных средств представлен разнообразными системами, обеспечивающих автоматизацию ТПП (CAD/CAM/CAE системы). Наиболее часто используемыми САПР ТП среднего уровня являются разработки компаний: отечественных - АСКОН (Компас), Топ Системы (T-Flex), СПРУТ - технология, Вектор-Альянс (ТехноПРО), Omega ADEM Technologies (АДЕМ), ЗАО Русская Промышленная Компания (EdgeСАМ) и др.; зарубежных – НПП ИНТЕРМЕХ (TEXCARD), SolidEdge, PowerSolutions, Consistent Software (Technology CS). Анализ показал, что системы предназначены для серийного производства, не имеют выраженной иерархии, обеспечивают невысокую степень формализации проектирования, в автоматическом режиме решаются расчетные задачи, проектирование по методу типизации и формирование документации. Практически не имеется серьезных элементов оптимизации ТПр и управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ, не реализуются связи с системами управления. Время разработки ТПр деталей средней сложности сокращено с 20-40 до 4-8 часов, что явно недостаточно для ГФП. Системы верхнего уровня (Pro/ENGINEER, CATIA и Unigraphics) имеют мощное геометрическое ядро, средства для расчета конструкций и их элементов, позволяют несколько сократить сроки подготовки УП, однако обозначенные проблемные области при проектировании ТПр не ликвидированы.

В работах (В.А. Брюхов, А.М. Гильман, Г.К. Горанский, Н.М. Капустин, В.Г. Митрофанов, В.В. Павлов, Ю.М. Соломенцева, К.А. Тинн В.П. и др.) был решен комплекс частных задач технологического проектирования - расчета режимов резания, норм времени, припусков, оптимизации маршрута обработки поверхности, построения операций на ряде типов оборудования, проектирования маршрутов на основе типизации и т.д. Подход к разработке ТПр на основе декомпозиции впервые предложен В.Д. Цветковым, и ограничился анализом некоторых закономерностей проектирования ТПр для крупносерийного и серийного производства. Развитие методологии системного подхода к проектированию технических систем исследовано в работах Н.М. Капустина, И.П. Норенкова, В.А.Камаева, В.Д. Цветкова и др. Подход к созданию интеллектуальных САПР ТП, основанный на доказательстве теорем, был впервые предложен Н.Г. Буевичем, И.В. Бобровой и Б.Б.Челищевым. Однако его практическая реализация оказалось проблематичной. Реализация элементов искусственного интеллекта в САПР ТП показана в исследованиях В.И. Аверченкова, Г.Б. Евгенева, А.Р. Денисова, П.В.Казакова, А.И. Кондакова, В.Г. Митрофанова и др. Предложены интеллектуальные алгоритмы выполнения ряда этапов проектирования ТПр. В работах вопросы построения САПР ТП рассмотрены применительно к условиям серийного и массового производства, проектирование ТПр рассматривается, как чисто технологическая (а не организационно-технологическая) задача, степень формализации проектных процедур недостаточна. Критерии оценки промежуточных решений при декомпозиции (или при решении частных) задач не связаны между собой, и не вытекают из целевой функции ПС, оценка выполняется в параметрах последнего уровня, а не рассматриваемого, для проектирования используются лишь технологические закономерности.

Организационно-экономические принципы управления производством и «бережливого производства» исследованы достаточно подробно (Акофф Л., О.П. Беляева, В.Н. Васильев, Т.А., Вумек Д., Джорж А., Т.А. Егорова, Н.Л. Зайцев, В.Г. Самойлович, Тейлор Ф., Файоль А. и др.). Математические аспекты разработки расписаний обработки деталей в ТП (конвейерная задача теории расписаний), исследована в работах (Конвей Р.В., М.Х. Прилуцкий, Стайглиц К., Л.И. Смоляр, В.С. Танаев и др.), практическая реализация моделей сложна и основана на упорядочении перебора. Задачи управления ТП различного уровня (управление станком, группой станков), представленными различными типами оборудования, рассмотрены в трудах (В.О. Абзель, М.Х. Блехерман, Д.А. Гаврилов, И.М. Макаров, Г.В. Орловский, Ю.М. Соломенцев, Султан-заде Н.М, Хокс Б. и др.). Отмечается возможность использования приоритетов при запуске. Не умаляя важности данных исследований, можно отметить, что в них: а) рассмотрено управление ТП при жестких объемных и календарных планах, что не характерно для ГФП; б) управление ведется без обратной связи по загрузке оборудования; в) система управления рассматривается в отрыве от проектирования ТПр; г) управление не отражает необходимости взаимосвязи всех видов планов, что крайне важно для рассматриваемых ПС. Такие промышленные системы управления ресурсами и планирования предприятием (ERP, MRP-2, Scada) разного уровня, как Галактика, IFS Applications, Омега, МfgPro, Axapta и др. направлены на обслуживание серийного и крупносерийного производства, не имеют возможностей расчета циклов, календарных планов – графиков и оперативной корректировки объемных и календарных планов (рассчитываются лишь мощности ТП и рабочих центров), что крайне важно для предприятий ГФП, работающих в условиях постоянного накопления контрактов.

Морфологический подход (Холл Дж.) к процессу проектирования (ПП) исследует его, как метод логической организации идей. В работах (Диксон Дж., Мартин Д., Дитрих Я., Гаспарский В. и др.) проектирование рассматривается, как информационная подготовка некоторого изменения, как “планирование изменений в объектах. Отмечается необходимость системной концепции при рассмотрении ПП. В систему ПП входит то, что проектируется, и проектировщик. Отмечается, что для конкретных задач на базе общей методологии проектирования необходимо разрабатывать частные (специальные) методики, отличающиеся используемыми в них приемами решения и типами проектируемых объектов. Подчеркивается (Н.М. Капустин, В.Д. Цветков, С.Л. Оптнер и др.), что проектирование ТПр относится к случаю сложных индетерминированных задач, характери­зующихся недостаточностью начальной информации. Одним из методов преодоления этих трудностей является многоуровневая декомпозиция в сочетании с итерационными алгоритмами решения задач на каждом уровне (Н.М. Капустин, Месарович М., В.Д. Цветков). Следовательно, несмотря на то, что в любом ПП есть элемент, вносимый проектировщиком, он должен опираться на научные основы, а не только на опыт.

Большие возможности открывает использование элементов искусственного интеллекта (ИИ) при разработке решающих систем. Основы подхода заложены работами Заде Л., Нильсона Н., Э.В. Попова, Д.А. Поспелова, Слэйгла Дж., Г.Р. Фирдмана, Фогеля Л., Эндрю А. и др. Показаны основные подходы к проблеме создания ИИ. Введены понятия о предметной области, знания о которой включают описание объектов, явлений и фактов, а также отношений между ними. В области производства (Д.П. Ким, В.М. Назаретов) выделены основные сферы использования систем ИИ: проектирование и управление производством. Рассматриваются вопросы (Бесакер Р., Мендельсон Э., Э.В. Попов, Г.Р. Фирдман) представления задач в пространстве состояний. Такое представление может быть применено к иерархическому представлению технологических и управленческих задач. В работах (В.Н. Вагин, А.П. Еремеев, М.Г. Матвеев, Г.В. Рыбина и др.) исследованы способы представления знаний в интеллектуальных системах. Отмечается широкое использование (более 80%) продукционных моделей, что объясняется их наглядностью, простотой логического вывода и внесения изменений. Интересными представляются способы управления объектами на основе нечеткого управления (Заде Л. и др.).

Задача повышения конкурентоспособности изделий ГФП связана с интеграцией процессов проектирования, производства, исследования рынка. Этому посвящены работы (И.П. Норенков, М.Ф. Овсянников и др.) по реализации принципов CALS-технологий. Введено понятие автоматизированной системы сопровождения производства изделий (АССП), информационно интегрированной с САПР ТП и системой управления организации, и выполняющей функции разработки и корректировки объемной и временной структур планов, КПГ и диспетчирования ТПр. Дана постановка цели и задач исследования.





Скачать 0.62 Mb.
оставить комментарий
страница1/4
Бурдо Георгий Борисович
Дата29.09.2011
Размер0.62 Mb.
ТипАвтореферат, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх