Понятие о методах автоматизированного проектирования технологического процесса

автоматизированный проектирование унификация Процесс формирования ТП в общем случае — совокупность процедур структурного и параметрического синтеза с принятием и последующим анализом проектных решений. Принятие решения по каждой задаче, за исключением задач расчетного характера, производится в результате выбора известных типовых решений с учетом условий применимости. Для этого достаточно описать весь набор типовых решений, а также условий, при которых может быть выбрано каждое из решений.

По уровню решаемых задач типовые решения подразделяются на две группы: локальные и глобальные. Локальное типовое решение относится к частной технологической задаче, определяющей технологический элемент (например, модель станка при назначении станка на операцию). Глобальное типовое решение охватывает весь круг решаемых задач. Примером такого решения является типовой ТП изготовления деталей определенного типа, выбранный из множества типовых ТП.

Существуют три уровня унификации обработки: отдельной поверхности, сочетания поверхностей и детали в целом. Учитывая все перечисленные факторы: характер решаемых задач (расчетные или нерасчетные), разновидности типовых решений (локальные или глобальные), используемые уровни унификации обработки, можно выделить следующие методы автоматизированного проектирования ТП:

• 1) прямое документирование;
• 2) параметрический;
• 3) использование аналогов;
• 4) проектирование на основе типизации, или унифицированных ТП;
• 5) синтез.

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования при обоснованном распределении функций между человеком и ЭВМ и обоснованном выборе методов автоматизированного решения технологических задач.

Согласно ГОСТ 22 487– — 77 различают проектирование трех видов: неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое. При неавтоматизированном проектировании все преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляет человек. При автоматизированном проектировании все вышесказанное осуществляется в результате взаимодействия человека и ЭВМ, а при автоматическом проектировании — без участия человека.

При автоматизированном проектировании проектировщик должен решать творческие задачи, а ЭВМ — задачи, функции которых связаны в основном с выполнением нетворческих или умственно-формальных процессов при проектировании.

Дальнейшее развитие теории проектирования и вычислительной техники позволяет постепенно передавать ЭВМ решение и творческих задач.

Производительность труда технолога-проектировщика повышается:

• 1. Совершенствованием системы проектирования, включая систематизацию самого процесса проектирования и улучшение труда проектировщиков;
• 2. Комплексной автоматизацией нетворческих функций проектировщика в процессе проектирования;
• 3. Разработкой имитационных моделей для автоматического воспроизведения деятельности человека, его способности принимать решения в условиях полной и частичной неопределенности создавшихся ситуаций.

По степени углубленности разработок различают несколько уровней проектирования: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута обработки детали, проектирование технологических операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Технологический процесс механосборочного производства и его элементы являются дискретными, поэтому задача синтеза заключается в определении их структуры. Если среди вариантов структуры ищут наилучший в некотором смысле, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров технологического процесса или операции (перехода) при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптимизацией. Возможности постановки и решения задач структурной оптимизации ограничены, поэтому под оптимизацией часто понимают только параметрическую оптимизацию. Следовательно, параметрическая оптимизация — это определение таких значений параметров х при которых некоторая функция F (x), называемая целевой, или функцией эффективности, принимает экстремальное значение.

На каждом уровне процесс технологического проектирования (проектирование технологических процессов и их оснащение) представляется как решение совокупности задач.

При решении технологической задачи взаимодействие технолога-проектировщика с ЭВМ представляет процесс обмена информацией в определенном режиме. Различают два основных режима: пакетный (автоматический) и диалоговый (оперативный).

При пакетном режиме технолог-пользователь и программист, как правило, не имеют прямой связи с ЭВМ. Тексты программ, результаты их проверки и решения технологической задачи передаются через оператора машине. Пакет прикладных программ представляет комплекс программ, работающих под управлением программы-монитора и предназначен для решения определенного класса близких друг другу технологических задач, например проектирование технологического маршрута обработки деталей определенного класса (группы), сборки узлов и сборочных операций заданного типа.

При оперативном режиме технолог — проектировщик — пользователь непосредственно связан с ЭВМ через индивидуальный терминал или абонентский пункт (пишущую машинку, телетайп, дисплей). Он получает сообщение ЭВМ достаточно быстро, через интервал времени, не нарушающий естественного хода его мысли. Диалоговый режим целесообразно применять тогда, когда этот метод является единственным или он эффективен.

Диалоговый режим эффективен при решении творческих задач, когда требуется эвристический подход (распознавание геометрических образов деталей, размерных и топологических связей между элементарными геометрическими образами с целью оптимального выбора схем базирования, проектирование маршрута обработки, сборки и др.). Эти и многие другие задачи могут быть решены эффективно лишь путем синтеза творческих процессов человека и «способностей» машинных программ. Вместе с тем при диалоговом режиме значительно увеличиваются затраты на создание программного обеспечения, возрастают затраты на проектирование. Можно создавать пакеты программ, позволяющих накапливать опыт проектирования и формировать алгоритмы классификации, генерирования понятий, поведения. Поэтому возникла и решается задача создания автоматизированных систем проектирования технологических процессов в режиме диалога с последующим переходом к пакетному (автоматическому) режиму более высокого уровня путем использования программ обучения.