Проектування технологічних процесів виготовлення складних деталей

 
 
 
 
 

Реферат на тему:

Проектування  технологічних процесів

виготовлення  складних деталей.

 

      

      Характерними  рисами сучасного виробництва є  випуск виробів з більш високими показниками рівня технологічної  підготовки виробництва (ТПВ), що обумовлено підвищеною складністю конструкцій виробів, підвищенням вимог до їх розробки та виготовлення, частою зміною їх номенклатури, а відповідно, зростанням циклу та обсягів підготовки виробництва.

      Основу  любого виробничого процесу складає  технологія виготовлення деталі і саме в ній закладено потенційні можливості підвищення економічної ефективності виробництва.

      Методологія побудови експертної системи для  технологічної підготовки виробництва  потребує створення специфічних  інструментальних засобів, що дозволяють на основі моделі предметної області використовувати механізм прийняття, оцінки та оптимізації технологічних рішень в залежності від похідних даних, змінювати його в результаті придбання та уточнення знань [1].

      Проблема  створення бази технологічних даних  та знань полягає у відпрацюванні моделі, яка б зв'язала окремі інженерні поняття в єдину систему правил та дозволила б користувачу мати ілюзію роботи зі звичними для нього термінами та поняттями, поєднаними в комплекси технологічних рішень. Таким чином, задача полягає у створенні для технолога або конструктора, які працюють з базою технологічних даних та знань, такого інтерфейсу користувача при формуванні конкретних експертних правил, який дозволив би останньому мати доступ до будь-яких інженерних даних та надавати їх у вигляді відомих широко прийнятих  інженерних понять.

      В статті пропонуються принципи моделювання  експертних технологічних правило  на рівні логіки користувача, що формулюються у вигляді тривимірної структури  типу  [2]:

                   "ЯКЩО {OP_j} - ЛОГІЧНІ ОПЕРАЦІЇ {OO_l} - ТО {R_k}",

      де {OP_j} - множина умов експертних технологічних правил;

          {OO_l}  - множина логічних операцій експертних технологічних правил;

          {R_k}   -  множина результатів експертних технологічних правил.

            Для організації  ефективного та незалежного від  різноманітної природи інженерних об'єктів процесу проектування технології виготовлення виробів (деталей, інструментів, матеріалів та ін.) введемо поняття логічного формату інженерного об’єкту.

      Логічний  формат інженерного об’єкту виконує  зв’язок між фізичним рівнем уяви даних з точки зору в комп’ютера та логічним на рівні об’єктно-орiєнтованого опису моделей даних та складноструктуйованих об’єктiв.

      Оскільки  в конструкторсько-технологiчнiй  підготовці виробництва в рамках комп’ютерної технології можливо застосувати однакові механізми маніпулювання як досить простими об’єктами, такими як час виготовлення деталі, та досить складноструктуйованими, такими як конструкторське креслення деталі, то введення логічного формату інженерних даних дозволяє виконати абстрагування усіх об’єктів проектування та класифікувати механізми обробки логічних форматів інженерних даних незалежно від їх предметної суті через визначення чіткого співвідношення між логічним та фізичним форматом інженерного об’єкту, а також методами роботи з ними.

            В експертній технологічній  підсистемі передбачені типи логічних форматів інженерних об’єктів, побудова яких основана на використанні принципів  об'єктно-орієнтованого аналізу, а  саме: наслідування, інкапсуляції, поліморфізму та абстракції.

      Використання принципу наслідування дозволяє створити  такі моделі інженерних об'єктів та методи роботи з ними, які можливо поповнювати та модифікувати в залежності від вимог виробництва.

      Принцип інкапсуляції дозволяє скрити усі специфічні риси інженерного об'єкта від зовнішніх об'єктів та програмних засобів роботи з ним, що гарантує його коректне представлення в незалежності від способів його передачі та аналізу.

      Принцип поліморфізму полягає у тому, що інженерні об'єкти різної природи  однаково обробляються одними й тими ж інструментальними засобами  інформаційних технологій, динамічно завантажуючи потрібні процеси.

      На  абстрактному рівні пропонується моделі інженерних об'єктів класифікувати у відповідності з кодом логічного формату інженерного об’єкта для його представлення засобами  програмного забезпечення наступним чином:

      Х  : Х     ,    де

       I    II

 

      До  наведених типів логічних форматів інженерних об'єктів легко додати потрібні в залежності від вимог предметної області проектування (виробничих вимог).

      Наприклад, 13 - логічний формат кода операції, тоді вираз :

           ЯКЩО КОД ОПЕРАЦІЇ ВІД 12 ДО 36,

      незручний для технолога можна замінити на більш прийнятий вираз:

           ЯКЩО ВСІ ОПЕРАЦІЇ ФРЕЗЕРНОЇ  ГРУП

      Структурний склад експертного технологічного правила :

      Розглянемо  як приклад  експертне правило  для вибору обладнання в залежності від операції.

      Його  структура у звичному вигляді довідника наведена нижче:

         ТЕКСТ          КОД              КОД

        ОПЕРАЦІЇ    ЗА КЛАСИФІКАТОРОМ     ОБЛАДНАННЯ

          Дані про обладнання занесені  в базу даних обладнання. Найпростіше  експертне технологічне правило  по вибору типу обладнання  може бути сформульоване наступним чином:

      ЯКЩО

         Код технологічної операції по  класифікатору = "фрезерна"  ,

      ТО

         Застосоване обладнання може  бути групи  - "фрезерні верстати".

          Тому файл операцій може бути  розглянутий, як база даних  умов, а файл обладнання - база даних результатів.

      Однак, для реалізації механізму виводу експертна технологічна підсистема повинна мати і файли, які описують способи і методи реалізації логічних висновків. Це досягається використанням  файлів "логічного " висновку, в  яких описана звичайна інженерна логіка отримання результату. Виходячи з необхідності отримання технологічних рішень через базу технологічних знань остання має можливість утримувати всі три типи файлів, властивих експертним підсистемам:

            - файли умов;

            - файли результатів;

            - файли отримання логічного висновку.

      Логічна структура бази констукторсько-технологічних  даних та знань реалізується як древовидна з можливістю мережного переходу по будь-якій з вершин дерева, наприклад (фіг. 1).

            Структура (напрямок) конкретних вказiвників шляху може змінюватися в залежності від формулювання логічного правила вибору конструкторсько-технологічних даних в конкретному технологічному правилі.

                                                      О Операції

                              Офрезерна     О Токарна .......О ....

        
 
 
 

                  О.......  О .....    О Обладнання 
 

                    О Фрезерні    .... О  ....... О            

                             iншi  верстати

                 Фiг. 1.  

      Конструкторсько-технологічні правила в залежності від змін умов виробництва також змінюються. Для опису структурної схеми логічного вибору конструкторсько-технологічних даних фахівець користувач може самостійно описати логічні умови вибору за такою логічною структурою та форматом :

        ЯКЩО :

      1. Найменування логічного інженерного об’єкту (вибрати із запропонованого в словнику), наприклад: " операція ".

      та

      2. Характеристики об’єкту, наприклад  внутрішній формат уявлення, (автоматично  вибираються по типу  даного  в словнику), наприклад, текст,  що містить найменування екземпляру інженерного об’єкта.

      та

      3. Формат об’єкту при використанні  в інтерфейсі (виводі на екран,  автоматично вибирається по типу  об’єкта з словника), наприклад,  текст, що містить найменування  екземпляру інженерного об’єкта.

      та

      4. Логічна операція, що виконується над поточним інженерним об’єктом і об’єктом, що є наступним за ним в списку умов.

      та

      5-7. Опис об’єкта аналогічний п.п.1-3.  

          Якщо об’єкт за п.п.5-7 відсутній,  то це означає, що для логічної  операції над даним об’єктом  він не вимагається (операція унарна), наприклад:  вираз :  

      " Обладнання  - не ЧПУ  ".

      Подальша  стратегія вибору інформації за допомогою  експертних правил здійснюється на базі стандартних операцій алгебри логіки.

            Базуючись на базi технологiчних знань комп’ютерної технологiї в умовах виробництва та вiдповiдно до принципiв групової технологiї можливо сформулювати експертнi правила для вибору типа заготовки для виготовлення деталей, короткого маршруту виготовлення деталi та вибрати обладнання для конкретної операцiї механообробки.

            Для кращого розумiння  процесу проектування за допомогою  експертних правил будемо розглядати рiшення задачi, використовуючи як приклад  деталь типу “плита”, яка показана на фiг. 2. При цьому вважаємо у  вiдповiдностi до принципiв групової технологiї та на основi розробленої iнформацiйної моделi конструкторського креслення деталi, що вхiдна iнформацiя вiдносно коду деталi та коду матерiалу  є вiдомою  для формування SQL-запиту.

      

      Фiг. 2

      Правила вибору набору елементарних переходiв  та рiжучого iнструменту для обробки поверхонь на поточнiй операцiї.