Метод технологического проектирования на основе интеллектуальных конструкторско-технологических моделей в авиадвигателестроении
Методика исследования. Использовались: теории множеств, графов, логика предикатов и продукционных систем, методы и способы представления и обработки знаний. Экспериментальные исследования проводились на ЭВМ в лаборатории САПР ТП кафедры «Технология машиностроения» и АО «Рыбинские моторы». Научная новизна. Разработан метод технологического проектирования в авиадвигателестроении, использующий… Читать ещё >
Метод технологического проектирования на основе интеллектуальных конструкторско-технологических моделей в авиадвигателестроении (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- Перечень условных обозначений, символов и терминов .б
- Глава 1. Состояние проблемы. Цели и задачи исследования
- 1. 1. Методы технологического проектирования
- 1. 2. Процесс проектирования и его структура
- 1. 2. 1. Характер процесса проектирования и его структура
- 1. 2. 2. Свойства решений процесса технологического проектирования
- 1. 3. Системы автоматизированного технологического проектирования
- 1. 3. 1. Анализ систем* автоматизированного проектирования
- 1. 3. 2. Формирование структуры процесса проектирования
- 1. 4. Цели и задачи исследования
- 1. 5. Выводы к главе
- Глава 2. Разработка метода технологического проектирования деталей ГТД на основе интеллектуальных конструктор-ско-технологических моделей
- 2. 1. Информационная основа предлагаемого метода
- 2. 1. 1. Основные требования к методу проектирования
- 2. 1. 2. Концепция метода проектирования на основе интеллектуальных конструкторско-технологи-ческих моделей
- 2. 1. 3. Информационная основа метода. Интеллектуальная конструкторско-технологических модель структурная единица целостности
- 2. 2. Разработка моделей для метода проектирования, направленных на поддержку технологической стадии жизненного цикла деталей ГТД
- 2. 2. 1. Структурно-информационная модель метода, охватывающая технологическую стадию жизненного цикла деталей ГТД
- 2. 2. 2. Выбор адекватных моделей технологических решений при изменении производственной среды
- 2. 2. 3. Моделирование связей конструкторско-техно-логических моделей
- 2. 2. 4. Модели проектирующих процедур
- 2. 3. Способ накопления технологических знаний
- 2. 3. 1. Анализ методов представления инженерных знаний
- 2. 3. 2. Разработка способа накопления знаний для формирования структуры процесса проектирования
- 2. 4. Выводы к главе Разработка архитектуры САПР с выделением уровня формирования структуры процесса проектирования технологии изготовления деталей ГТД
- 3. 1. Реализация предлагаемого метода технологического проектирования в САПР
- 3. 1. 1. Основные требования к
- 2. 1. Информационная основа предлагаемого метода
- 3. 1. 2. Выделение уровня формирования структуры процесса проектирования в архитектуре
- 3. 2. Разработка моделей взаимодействия элементов
- 3. 2. 1. Модель многоуровневого интерфейса доступа к конструкторско-технологическим данным
- 3. 2. 2. Формирование информационных сред проектирующих процедур. Модели проектных задач
- 3. 2. 3. Интеграция с САБ/САМ/САЕ системами и внешними базами знаний
- 3. 3. Обработка знаний в составе структурных единиц целостности (интеллектуальных конструкторско-технологических моделей)
- 3. 3. 1. Взаимодействие структурных единиц целостности на основе механизма обмена информацией
- 3. 3. 2. Схемы взаимодействия
- 3. 3. 3. Интерпретация технологических знаний. Машина вывода
- 3. 4. Выводы к главе 3. Разработка экспертной системы формирования структуры процесса проектирования и решения технологических задач
- 4. 1. Проблемные области технологической экспертной системы
- 4. 1. 1. Обоснование использования экспертных систем в области проектирования технологии
- 4. 1. 2. Требования к экспертной системе формирования структуры процесса проектирования
- 4. 1. 3. Экспертная система как средство решения задач формирования структуры процесса проектирования
- 4. 1. 4. Экспертная система как средство решения трудно формализуемых задач технологического проектирования
- 2. Интеграция экспертной системы с конструкторско-технологическими моделями, содержащими знания
- 4. 2. 1. Модель представления знаний технологической экспертной системы. Структурная модель базовых элементов экспертной системы
- 4. 2. 2. Модель факта предметной области. Доступ к структурным единицам целостности
- 4. 2. 3. Модель продукционного правила. Области поиска и выбора решений
- 3. Исследование особенностей обработки технологических знаний
- 4. 3. 1. Модель механизма вывода. Особенности немонотонного вывода
- 4. 3. 2. Модели представления технологических знаний на уровне проектировщика
- 4. Выводы к главе
- 1. Фрагмент технологического проектирования на основе структурных единиц целостности
- 2. фрагменты базы знаний по размерным параметрам
Повышение конструкторской и технологической сложности изделий авиадвигателестроения и сокращение сроков разработки технологических процессов (ТП) их изготовления требуют применения более совершенных методов автоматизированного проектирования и моделирования технических объектов и процессов. Полученные на этапе технологической подготовки производства (ТПП) решения должны сохранять свою достоверность и адекватность на протяжении жизненного цикла технологии изготовления деталей ГТД с учетом изменений производственной среды. Это подтверждается требованиями международных стандартов типа CALS, ориентированных на информационную поддержку сложных изделий в течение всего их жизненного цикла.
Актуальность информационной поддержки технологических решений обусловлена как сложностью и динамичностью авиадвигателестроения, так и характером технологического проектирования — процесса со сложной структурой и слабо формализованными задачами, решаемыми, как правило, на основе эвристик. В этой связи необходимы новые концепции в области технологического проектирования, повышающие эффективность ТПП, направленные на применение известных и накопление новых инженерных знаний и обеспечивающие информационную поддержку жизненного цикла технологии изготовления деталей ГТД.
В настоящей работе предложены оригинальный метод технологического проектирования и архитектура САПР ТП на основе автоматизированного накопления знаний в составе конструкторско-технологических моделей, используемых в дальнейшем для принятия новых и адаптации существующих проектных решений применительно к условиям производственной среды.
Цель работы: Повышение эффективности технологической подготовки производства путем’обеспечения поддержки адекватности технологических решений условиям производственной среды на протяжении всего жизненного цикла технологии изготовления деталей ГТД.
Задачи исследования.
1. Исследовать процесс, методы и системы автоматизированного проектирования технологии изготовления деталей ГТД.
2. Определить информационную основу процесса автоматизированного проектирования, базирующегося на конструкторско-технологическом моделировании с использованием знаний.
3. Разработать модели процесса проектирования технологии изготовления деталей ГТД, обеспечивающие адекватную реакцию на изменения производственной среды на всех стадиях жизненного цикла технологии, с сохранением взаимосвязей отдельных технологических решений.
4. Разработать архитектуру САПР ТП, обеспечивающую реализацию предлагаемого метода технологического проектирования.
5. Разработать технологическую экспертную систему, интегрированную в САПР ТП, предназначенную для обработки инженерных знаний в составе конструкторско-технологических моделей.
Методика исследования. Использовались: теории множеств, графов, логика предикатов и продукционных систем, методы и способы представления и обработки знаний. Экспериментальные исследования проводились на ЭВМ в лаборатории САПР ТП кафедры «Технология машиностроения» и АО «Рыбинские моторы». Научная новизна.
1. Разработан метод технологического проектирования, отличающийся от известных тем, что' основан на интеллектуальных кон-структорско-технологических моделях, содержащих знания о проектных решениях и условиях их получения и обеспечивает информационную поддержку адекватности технологических решений условиям производственной среды на протяжении всего жизненного цикла технологии изготовления деталей ГТД.
2. Разработан способ накопления технологических знаний, обладающий преимуществом, в том что обеспечивает их автоматизированную подготовку в процессе технологического проектирования для решения задач формирования его структуры.
3. Разработана архитектура САПР ТП, включающая новый уровень формирования структуры процесса проектирования и реализующая предлагаемый метод технологического проектирования.
4. Разработана технологическая экспертная система в составе САПР ТП, оригинальная в части обработки знаний, интегрированных в конструкторско-технологические модели на уровне формирования структуры процесса проектирования.
На защиту выносится: ' Метод технологического проектирования в авиадвигателестроении. Способ накопления технологических знаний. Технологическая экспертная система.
Практическая ценность и реализация работы.
1. Разработана архитектура САПР технологических процессов изготовления деталей ГТД обеспечивающая: накопление инженерных знаний при минимизации затрат по подготовке информацииконтроль связей между этапами процесса проектирования и взаимоотображение параметров ТПподдержку проектных решений на протяжении всего жизненного цикла ТП.
2. Реализована технологическая экспертная система, обеспечивающая эффективное формирование структуры процесса и решение трудно формализуемых задач технологического проектирования.
3. Результаты исследований применены на АО «Рыбинские моторы» в составе среды проектирования технологии механообработки «ГрафиТ ТМ» и используются в учебном процессе в рамках дисциплины «Системы искусственного интеллекта в технологическом проектировании» .
Апробация работы. Научные и практические результаты по различным разделам диссертации докладывались на международной НТК «Моделирование интеллектуальных процессов проектирования и производства», г. Минск, 1996 г.- на Всероссийской молодежной НТК «XXI Гагаринские чтения», МГАТУ, г. Москва, 1996 г.- на Всероссийской НТК «Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении», г. Луганск, 1996 г.- на Всероссийской молодежной НТК «Проблемы энергомашиностроения», УГАТУ, г. Уфа, 1996 г.- на академической НТК РБ «Проблемы машиноведения, конструкционных материалов и технологий», г. Уфа, 1997 г. Технологическая экспертная система «ТеЗИС 1.0» зарегистрирована (N 970 103) в РОСАПО.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы. Работа включает введение, четыре главы, заключение, список используемой литературы из 105 наименований и приложение. В основной части 107 страниц текста, 24 рисунка. Приложение содержит фрагменты сеанса проектирования и баз знаний.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
1. Установлено, что поддержка проектных решений на протяжении всего жизненного '.цикла технологии изготовления деталей ГТД возможна только на основе интеллектуальных конструкторско-технологических моделей, учитывающих изменения производственной среды.
2. Разработан метод технологического проектирования в авиадвигателестроении, использующий автоматизированное накопление знаний и обеспечивающий повышение эффективности технологической подготовки производства в части проектирования ТП в виде моделей, учитывающих изменения производственной среды.
3. Исследование связей процесса проектирования позволило создать способ автоматизированного накопления знаний, заключающийся в сохранении контекста принятия технологических решений в процессе проектирования параллельно работе технолога.
4. Разработан инструментарий технологической экспертной системы в виде методоориентированного модуля в составе САПР ТП.
5. Разработана архитектура САПР технологических процессов изготовления деталей ГТД инвариантная их классам и снижающая сложность проектирования за счет использования взаимосвязей интеллектуальных конструкторско-технологических моделей.
6. На основе предложенных метода и способа реализованы элементы среды проектирования технологии «Графит ТМ», используемой на АО «Рыбинские моторы» и разработана технологическая экспертная система «ТеЗИС» применяемая в учебном процессе УГАТУ на кафедре «Технология машиностроения» .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.