Программные средства адаптации САПР ТП к условиям приборостроительного производства

Одной из важнейших задач связанной с созданием гибких автоматизированных производственных систем является внедрение технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производственный процесс на изготовление новой продукции, а также осуществлять технологическую подготовку производства (ТПП) изделий в максимально сжатые сроки. Актуальность задачи сокращения сроков ТПП обусловлена в настоящее время рядом факторов, основными из которых являются: снижение серийности и усложнение изделий, а также сокращение численности технологических служб.

Разработка технологических процессов (ТП) — одна из наиболее трудоемких составляющих ТПП, они являются основой для определения следующих технико-экономических показателей: материальных и трудовых нормативов, потребности в инструменте, загрузки оборудования и решения ряда задач управления производством. В связи с этим, особенно актуальной является автоматизация процесса технологического проектирования посредством разработки и внедрения систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

В свою очередь, создание широкоуниверсальной САПР ТП, позволяющей автоматизировать проектирование ТП на различные виды работ, является чрезвычайно сложной и трудоемкой задачей, которая не может решаться для каждого предприятия в отдельности. Разрабатываемые САПР ТП должны обладать высокими адаптивными свойствами, легко настраиваться на новые виды изделий и изменяющиеся производственные условия.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области проектирования САПР ТП^ нельзя не отметить некоторые недостатки. Системы, как правило, обладают низкими адаптивными свойствами, рассчитаны на узкий класс деталей или определенный вид обработки, недостаточно оперативны, поэтому их внедрение не дает ощутимого сокращения сроков технологической подготовки производства и снижения трудоемкости проектирования ТП. Отмеченные недостатки вызваны в значительной степени тем, что вопросам проектирования системы программного обеспечения САПР ТП уделялось недостаточно внимания.

Настоящая работа посвящена исследованию проблемм, связанных с процессом адаптации САПР ТП к условиям приборостроительного производства и разработке гибкой технологии проектирования систем, быстро настраивающихся на конкретное применение. Целью работы является создание программных средств адаптации САПР ТП, позволяющих уменьшить трудоемкость разработки и внедрения САПР ТП на конкретном предприятии. Указанные средства являются инвариантными относительно изменений в определенных пределах языка описания конструкторско-технологической документации, модели производственной системы, алгоритмов проектирования и комплекта выходной документации. Настройка системы на конкретное применение осуществляется путем изменения компонентов информационного обеспечения САПР ТП.

Автором предложен метод проектирования универсальных САПР ТП, обладающих повышенными адаптивными свойствами. Универсальность системы достигается созданием различных уровней автоматизации проектирования, которое осуществляется с различной степенью участия технолога в процессе принятия решений. Большая оперативность была достигнута с помощью многоуровневой процедуры принятия решений, допускающей работу системы в интерактивном режиме. Улучшение адаптивных свойств системы обусловлено тем, что программное обеспечение проектируемой САПР ТП является инвариантным относительно изменений компонентов информационного обеспечения, за счет которых происходит настройка системы на конкретное применение.

Автор выносит на защиту следующие результаты.

1. Результаты исследования значимости и характера влияния различных факторов, возникающих в процессе адаптации, на компоненты САПР ТГ1.

2. Результаты исследования информационной структуры САПР ТП, на основе которого были выделены уровни этой структуры.

3. Язык описания структур данных, применяемых при технологическом проектировании и систему управления указанными структурами.

4. Многоуровневую, универсальную процедуру принятия технологических решений, позволяющую проектировать ТП с использованием различных уровней автоматизации.

5. Язык описания конструкторско-технологической документации, с помощью которого реализуется процедура принятия решений.

6. Методологию проектирования системы программного обеспечения универсальных адаптивных САПР ТП,.

7. Разработанную САПР ТП КАСКАД, система программного обеспечения которой инвариантна относительно изменений компонентов информационного обеспечения. 8 «.

5.4. Выводы и основные результаты по главе.

I. Разработана и внедрена на ряде приборостроительных предприятий САПР ТП КАСКАД, предназначенная для проектирования технологических процессов на механообработку, штамповку, сборочные и сборочно-монтажные работы.

2. Программное обеспечение САПР ТП КАСКАД является инвариантным относительно изменений компонентов информационного обеспечения, посредством модификации которых осуществляется настройка системы на конкретное применение.

3. САПР ТП КАСКАД является иерархической системой, различные уровни автоматизации которой характеризуются различной степенью участия технолога в процессе принятия решений.

4. Подсистема трудового нормирования САПР ТП КАСКАД разработана на основе универсального алгоритма укрупненного нормирования, позволяющего успешно определять штучное время на различные виды работ.

5. Информационное обеспечение системы создается средствами СУТАС с использованием языка описания табличных структур. Исходные данные задаются на языке ОКТЕД.

6. Система обеспечивает получение технологических документов и эксплуатационных документов самой САПР ТП КАСКАД.

7. Практический опыт адаптации САПР ТП КАСКАД и ее последующей эксплуатации показал ее высокую эффективность. Экономическая эффективность от внедрения системы на одном предприятии составляет 20−30 тыс.рублей.

8. На основе САПР ТП КАСКАД разработан пакет прикладных программ «Технология», который в 1982 г. сдан в Государственный фонд алгоритмов и программ.

— 170 ~ ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Настоящая диссертационная работа, безусловно, не решает всех вопросов, связанных с проблемой повышения адаптивных свойств САПР ТП. Автором были рассмотрены наиболее актуальные аспекты проектирования систем программного, лингвистического и информационного обеспечений САПР ТП.

Ниже приведены основные результаты и выводы.

1. Исследованы факторы, оказывающие влияние на компоненты САПР ТП при адаптации системы к условиям различных предприятий.

2. Разработана гибкая технология проектирования САПР ТП, программное обеспечение которой остается инвариантным при изменении вышеуказанных факторов. Настройка системы на конкретное применение осуществляется посредством модификации компонентов информационного обеспечения.

3. Исследованы конкретные структуры данных, используемые при проектировании САПР ТП, на основе формализации которых были выявлены абстрактные структуры. Для последних разработан язык описания, формальное изложение которого приведено в работе .

4. Исследована информационная структура САПР ТП, предложен вариант ее реализации в виде трехуровневой системы, разработана система управления табличными структурами.

5. На основе анализа известных систем описания конструк-торско-технологической документации разработана универсальная синтаксическая структура элемента описания. Формальное изложение полученного языка приведено в работе. Разработан транслятор, преобразующий указанное описание в настраивающиеся модели изделия и технологического документа.

6. Рассмотрены математические модели, применяемые при проектировании САПР ТП, обоснован выбор системы ИСТРА в качестве базовой системы математического моделирования САПР ТП.

7. Рассмотрена математическая модель процесса принятия решений в САПР ТП. На ее основе с использованием вышеописанных общесистемных средств разработан технологический процессор, несколько уровней автоматизации которого позволяют проектировать технологические процессы на различные виды работ с различной степенью участия технолога в процессе принятия решений.

8. Разработан метод генерирования технологических документов, допускающий изменение в определенных пределах комплекта выходной документации, как по структуре, так и по содержанию.

9. Рассмотрены вопросы адаптации САПР ТП к комплексу взаимосвязанных систем, функционирующих на предприятии, предложен вариант реализации схемы базы данных, пригодной для совместного использования САПР ТП и АСУП предприятия.

10. Предложен универсальный алгоритм укрупненного нормирования технологических переходов, позволяющий успешно нормировать технологические процессы на различные виды работ.

11. Гибкая технология проектирования САПР ТП использовалась при разработке системы КАСКАД, которая внедрена и успешно функционирует на ряде промышленных предприятий. Программное обеспечение САПР ТП КАСКАД в процессе адаптации остается инвариантным. На основе этой системы разработан пакет прикладных программ «Технология», который сдан в Государственный фонд алгоритмов и программ.