Файл: Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства.pdf

В качестве примера рассмотрим решение задачи унификации пазов для некоторой группы деталей — не тел вращения. На пер­ вом этапе необходимо найти в архиве все детали данной группы, имеющие заданные конструктивно-технологические признаки, в том числе пазы заданной конфигурации. Трудоемкость такого поиска велика, она зависит от методов хранения чертежей в архиве (например, по изделиям или по децимальному номеру) и количе­ ства деталей, имеющих заданные характеристики. Анализ чертежей позволяет уточнить форму пазов, их размерные и точностные ха­ рактеристики, а также функциональное назначение, для чего может понадобиться поиск чертежей сборок, в которых отра­ жается функциональная связь элементов паза с другими деталями сборки. Для анализа методов обработки необходимо найти соответ­ ствующие технологические карты, а также чертежи режущего (фрез) и вспомогательного инструмента, применяемого на этих операциях. Только после комплексного анализа указанных доку­ ментов делают выводы о том, пазы какой конфигурации и типораз­ меров считать унифицированными (стандартизованными), какие чертежи деталей надо исправить в соответствии со сделанными выводами и какой набор инструментов использовать для обра­ ботки. В дальнейшем, на стадии проектирования групповой опе­ рации, также осуществляют поиск аналогичных документов: чертежей деталей, оснастки, инструмента и технологических карт обработки пазов заданной группы деталей. На основании полученной информации разрабатывают технологическую опера­ цию и конструируют необходимую оснастку. Если загрузка станка при обработке пазов достаточна велика, то может возни­ кнуть вопрос о специализации рабочего места и о включении дан­ ной операции в состав поточной линии.

Для расчета загрузки оборудования следует выяснить, какова программа выпуска деталей на заданный период, а для расчета поточной линии найти весь технологический процесс обработки деталей данной группы. При поступлении в производство нового изделия с пазами вновь возникает задача поиска аналогичной де­ тали и «привязки» к соответствующей групповой операции об­ работки, если таковая имеется. Таким образом, первым шагом в автоматизации решения задач, связанных с организацией груп­ пового производства, является создание и внедрение информа­ ционно-поисковой системы, которая будет осуществлять хранение

автоматизированного поиска информации, а решение самой за­ дачи осуществляют в основном вручную. На этой стадии целе­ сообразно применение СПМ, так как они позволяют, не дожидаясь разработки и внедрения ИПС на ЭВМ, с момента получения масси­ вов перфокарт реализовать поиск и выборку необходимой инфор­ мации. Уже здесь необходимо учитывать положения ЕСТПП,

162

стандарты которой четко оговаривают правила построения АСТПП и требуют системного подхода к информационному и математи­ ческому обеспечению. Это значит, что входные и выходные данные должны быть согласованы между собой, дублирование информации следует сводить к минимуму, позволяющему создавать единые массивы данных для решения разных задач, одну и ту же инфор­ мацию нужно кодировать для разных задач по одной системе во избежание лишней перекодировки. Поэтому весьма важной яв­ ляется разработка различного рода классификаторов технологи­ ческой информации, которые являются существенной составной частью информационного обеспечения АСТПП [18, 23].

В связи с системным подходом к решению задач ТПП возникает вопрос о степени подробности описания объектов, подвергаемых кодированию. Для разных задач она различна, и потому согласо­ вание такой информации, исключение ее дублирования — задачи сложные. По отношению к деталям данная проблема может быть решена применением принципа поэтапного кодирования (см. гл. II), который позволяет на базе единой системы кодировать детали с разной степенью подробности применительно к определен­ ной группе задач. Этот принцип лежит в основе методики укруп­ ненного группирования деталей при помощи средств вычислитель­ ной техники, предложенной проф. С. П. Митрофановым в ра­ боте [14]. Рассмотрим некоторые вопросы систематизации деталей на базе шифров «Общесоюзного классификатора промышленной и сельскохозяйственной продукции» [ОК.П] и «Технологического классификатора, деталей машиностроения и приборостроения», напомнив предварительно ряд теоретических элементов машинной классификации деталей.

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ И ПОСТРОЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИОННОГО РЯДА

Под процессом классификации деталей обычно понимают при­ своение каждой из них классификационного шифра, обобщенно отражающего основные ее конструктивные и технологические особенности. Как было условлено, если шифр состоит только из цифр и каких-либо разделительных знаков, будем называть его классификационным номером (К)- В общем виде можно сформули­ ровать задачу классификации как нахождение классификацион­

ного номера при помощи функции /: D —-> М к, т. е. имеет место однозначное соответствие {F, D, Мк), причем

F С D X Мк\ D — {di, . . ., йдг};

М к = {Я,, . . ., Клг}» d (^-l* . • •» %s)>

где D — множество описаний деталей; Мк — множество класси­ фикационных номеров К; F — подмножество прямого произведе­ ния D и Мк\ d — вектор, характеризующий какую-либо деталь

через ее признаки х. Отметим некоторые важные свойства функ­ ции f.

Правила классификации обычно строят таким образом, чтобы всегда была возможность перехода от параметров любой детали к единственному для нее классификационному шифру независимо от других деталей.

Следует заметить, что данное отображение не является сюръек­ тивным, так как обычно количество возможных классификацион­ ных номеров превышает количество деталей, подлежащих класси­ фикации (М >> N) и, следовательно, не выполняется условие

(V/ce л**) pd е я) |/(<*) = *].

Кроме того, данная функция не является инъективной, т. е. не выполняется условие

d-i ф d 2 >/ (dy) =p=f (d2).

Иначе говоря, могут встретиться детали, у которых имеются разные признаки, но не влияющие на К, и следовательно, у этих деталей могут быть одинаковые классификационные номера. Именно последнее свойство функции / позволяет в дальнейшем собирать совокупности деталей, имеющих одинаковые классифи­ кационные номера, и только тогда учитывать различие в их опи­ сании. Два указанных свойства функции f будем в дальнейшем широко использовать.

Длиной Р шифра называют количество цифровых разрядов, из которых составлен шифр. Коды К и характеризующие отдель­ ные признаки деталей, соединяют в единый шифр после оценки значимости признаков, необходимых для решения задачи. Обычно коды располагают в порядке убывания значимости признаков, которые они выражают. Шифр может быть представлен как вектор

код можно представить функцией от каких-то конкретных призна­ ков X детали Kt =/,• (Хъ . . ., Х п).

Анализ существующих классификаторов показывает, что длина классификационного шифра обычно не превышает 6—8 разрядов. При Р > 8 , во-первых, усложняется схема обработки информа­ ции, а во-вторых, используемая емкость шифра становится очень мала. Например, при Р = 8 и коэффициенте использования 1% количество возможных кодов составляет 106. В некоторых си­ стемах Р является переменной величиной, причем чем сложнее деталь, тем длиннее К- Для машинной обработки на СПМ это не­ удобно, так как увеличивает время поиска. Например, в класси­ фикаторе ВПТИтяжмаша в шифр входят и коды, укрупненно

164

Результат

Вид работы и средства реш ения

Исходные

данные

Рис. 24. Общая схема получения классификационного шифра

характеризующие основные элементы детали. Поэтому для того, чтобы найти при помощи СПМ, например, ступенчатые втулки с внутренней резьбой, придется сортировать перфокарты по всем тем колонкам,- в которых может быть зафиксирована резьба, и время поиска увеличится в 5—10 раз. Следовательно, для ма­ шинной обработки на СПМ желательно иметь шифры, в которых признаки жестко зафиксированы в определенных колонках пер­ фокарты, а длина шифра не превышала бы 5—8 знаков. Но такой шифр характеризует деталь только с одной стороны и при ее клас­ сификации по другим «разрезам», т. е. при решении задач, свя­ занных с использованием новых характеристик деталей, старый шифр становится ненужным. Таким образом, при наличии ком­ плекса задач необходимо выбрать минимальный объем информации, на основе которой можно автоматически вырабатывать любые шифры, нужные для решения данных задач. Процесс классифи­ кации можно условно разделить на два этапа: первичную обра­ ботку данных и получение классификационного шифра (рис. 24). Первичная обработка данных заключается в нахождении обобщен­ ных признаков, а вторичная — в анализе этих характеристик и получении классификационного шифра. Например, на I этапе было определено, что деталь имеет одну гладкую наружную по­ верхность без внутренних ступеней. На II этапе по этим данным был найден тип детали — «гладкий валик».

Код типа детали может являться составной частью классифи­ кационного шифра. В общем виде первичная обработка может быть

165

выражена, как нахождение нового описания деталей при помощи функции fy, причем:

D — » Dy\ dy = fy (d)\

Dy — [dyti, . . ., dytS], dy = (t/i, . . ., yt),

где Du — множество деталей dy\ dy — деталь, описанная новыми параметрами у; fy — функция перехода от параметров х к пара­ метрам у\ у — новые параметры, которыми характеризуется опи­ сание детали dy. Функция fy обладает теми же свойствами, что и функция /. Первичная и вторичная обработки исходных данных могут быть произведены как вручную, так и на вычислительных машинах. При ручной первичной обработке данных по чертежу детали при помощи кодировочных таблиц определяют обобщенные признаки и фиксируют в кодировочной ведомости. Ручную вто­ ричную обработку обычно применяют в сочетании с ручной пер­ вичной.

Например, при классификации деталей по ОКП на первом этапе анализа чертежа детали выделяют обобщенные признаки детали: наличие уступов посредине, ступенчатых цилиндрических ступе­ ней, резьбы, однородность формы и т. д. Эти параметры обычно запоминают, и на втором этапе они играют роль классификаци­ онных признаков, занесенных в кодировочные таблицы, на основе которых и определяется подкласс детали, ее группа, подгруппа и вид, т. е. все необходимые составляющие классификационного номера детали по ОКП. Машинная первичная обработка данных — достаточно сложное дело, которое практически может быть вы­ полнено только на ЭВМ. Во-первых, потому, что во многих слу­ чаях реализация функции fy на СПМ слишком трудна. Например, признак «деталь является тонкостенной равномерной толщины» необходим для того, чтобы отнести деталь в 97-ю группу класса 40 по ОКП. Для выработки кода, соответствующего этому признаку, надо произвести сложный анализ числового описания детали, хотя анализ чертежа человеком на наличие или отсутствие этого признака практически происходит мгновенно. Во-вторых, инфор­ мация о детали при первичной обработке данных должна быть пред­ ставлена на II и III уровнях подробности и, следовательно, не­ обходимо использовать большие массивы перфокарт, что тоже резко увеличивает время их обработки в условиях применения СПМ.

В общем виде вторичная обработка данных формулируется подобно общей задаче классификации, только вместо множества D используется множество Dy, а вместо функции f функция / к.

Функция /к в отличие от fy обычно является достаточно про­ стой и может быть реализована на СПМ, кроме того, она во мно­ гих случаях инъективна, что облегчает ее реализацию на СПМ. При классификации деталей -^-тел вращения по ОКП для при­ своения детали кода подкласса ОКП необходимо анализировать 15 обобщенных признаков, а для присвоения кода группы — еще

166

50 обобщенных признаков, причем каждому подклассу соответ­ ствует свой набор признаков для отнесения детали к той или иной группе, что является недостатком с точки зрения машинной обра­ ботки информации. В то же время всем допустимым наборам признаков будут соответствовать единственные для каждого набора коды подкласса и группы ОКП. В данном случае функ­ ция / к является инъективной.

При наличии шифра вида (11) общая задача классификации распадается на ряд параллельных задач классификации, связан­ ных с определением отдельных составляющих классификацион­ ного номера. Следовательно, функция f распадается на ряд ло­ кальных функций f {, т. е. решающий алгоритм распадается на ряд последовательно выполняемых относительно простых алго­ ритмов. Это значительно облегчает реализацию его на вычисли­ тельных машинах. При наличии К указанного вида возможны два способа его определения: последовательный и параллельный. При первом способе для каждой детали последовательно находят все коды, из которых составляется шифр, т. е. шифр полностью определяется, и только после этого переходят к новой детали.

для всех деталей, только тогда они получают свой шифр К . Для СПМ наиболее применим второй способ, так как каждая функция связана с небольшим числом исходных параметров, и машины' комплекса настраиваются на выполнение сначала функции f t . После прогона всех перфокарт машины настраивают на выполне­ ние функции /Vи т. д. При помощи ЭВМ определение шифра воз­ можно любым способом, но предпочтительным является первый, так как здесь каждая деталь сразу полностью классифицируется и при наличии многих деталей не надо проводить многочисленные операции выборки и сортировки.

Введем понятие «классификационный ряд». Это универсальное понятие, которое удобно использовать для решения задач, свя­ занных с систематизацией информации о каких-либо объектах. Пусть каждая запись с информацией о детали содержит классифи­ кационный номер детали.

Тогда классификационный ряд деталей — это такая упорядо­ ченная последовательность записей, в которой они расположены в порядке возрастания (убывания) своих классификационных но­ меров. При разработке системы кодирования признаков деталей кодам, из которых составлен классификационный номер, жела­ тельно присваивать такие значения, чтобы возрастанию его вели­ чины соответствовало постепенное изменение параметров детали. Таким примером является кодирование размерных характеристик деталей (см. гл. 2). То же самое относится к кодированию каче­ ственных характеристик деталей. Введем обозначения: R (К) — классификационный ряд, полученный упорядочением записей по классификационному номеру /С; R (Ki, . . ., Ki) — классифика­

167