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

Глава V

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Одной из основных функций АСТПП является разработка тех­ нологических процессов. Комплекс ее подсистем, предназначенных для автоматического проектирования технологических процессов, ранее назван системой АПТ. В настоящее время многие организа­ ции страны работают над проблемами проектирования технологи­ ческих процессов при помощи ЭВМ. Однако технологическое проек­ тирование — это такой вид сложной умственной деятельности человека, который трудно поддается формализации. Кроме того, отсутствие развитой теории автоматического проектирования и недостаточное математическое обеспечение ЭВМ приводят к тому, что системы АПТ разрабатываются на узкие классы простых по форме деталей. Опыт показывает, что попытка создать каче­ ственный алгоритм, охватывающий достаточно большой круг за­

Уровень технологии, для которого создается алгоритм, должен быть высоким, поэтому при разработке системы АПТ проводят анализ производства, чтобы выявить возможности совершен­ ствования существующей технологии и собрать необходимые ис­ ходные данные. Эта работа обычно проводится вручную и зани­ мает 20—30% от всего времени разработки системы АПТ. Анализ показывает, что создание и совершенствование таких систем про­ водится по трем основным направлениям: с учетом принципов системного подхода; с разработкой элементов теории машинного проектирования технологических процессов; с поиском методов автоматизации технологического проектирования. В дополнение к сказанному в гл. I и III рассмотрим вопросы, связанные с орга­ низацией по созданию систем АПТ, а также основные принципы автоматизации технологического проектирования и элементы теории машинного проектирования технологических процес­ сов.

188

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Разработка и внедрение подсистем, связанных с проектирова­ нием технологических процессов, содержат, как и для остальных подсистем АСТПП, пять этапов. Сначала проводят организационно­ технический анализ технологической подготовки производства, затем идут стадии технического задания, технического и рабочего проекта, наконец, собственно внедрение системы на предприятии. Организационно-технический анализ позволяет оценить сущест­ вующую на предприятии технологическую подготовку производ­ ства и перспективы ее развития, выявить объективную необходи­ мость разработки системы АПТ, определить область ее применения и последовательность расширения сферы охвата по объектам и видам производства, методам обработки, применяемому оборудо­ ванию и оснастке, осуществить сбор и оценку нормативной ин­ формации, которая может быть использована в системе АПТ. Большую роль в решении поставленных задач играет информа­ ционно-поисковая система. Проводимая при помощи ИПС систе­ матизация деталей, оборудования, оснастки и технологических процессов — необходимое условие для определения области приме­ нения системы АПТ и уровня существующей технологической под­ готовки производства.

Задачи, связанные с анализом производства и его технологи­ ческой подготовкой, являются общими как для системы технологи­ ческого проектирования, так и для системы определения рацио­ нальной структуры и состава производственных подразделений предприятия. В случае выявления невысокого уровня ТПП перво­ очередной задачей становится ее совершенствование, так как эффективность системы АПТ в значительной мере зависит от того, какая технологическая база будет положена в основу автомати­ ческого проектирования технологических процессов. Таким об­ разом, параллельно с созданием системы АПТ интенсивно ре­ шаются задачи определения рациональной структуры и состава производственных подразделений, внедряются прогрессивные ме­ тоды обработки деталей, современное оборудование и оснастка.

Организационно-технический анализ завершается оформлением технического отчета, после чего разрабытывается техническое задание, в котором рассматриваются следующие вопросы: не­ обходимость разработки системы АПТ для данного предприятия; основные направления по решению задач АПТ; конечная цель разработки в общем виде, т. е. как будет выглядеть система АПТ, что должно дать решение проблемы предприятию (сокращение сроков и снижение затрат на ТПП, обеспечение заданного ка­ чества продукции и т. д.); характеристика существующей ТПП и направление ее развития; общие технические требования к системе АПТ; организация работ по созданию системы и ее финансирова­ ние; ориентировочные расчеты технико-экономической эффектив­

189

ности системы АПТ на данном предприятии; состав документации на систему. Характеристика существующей ТПП должна содер­ жать следующие данные: ее структурную, функциональную, ин­ формационную и организационные модели; уровень механизации и автоматизации решения задач, применения унифицированных технологических процессов, унифицированной и стандартизо­ ванной оснастки; руководящие технические материалы и стан­ дарты, применяемые при проектировании технологических про­ цессов, перечень организационно-технических мероприятий, на­ правленных на совершенствование технологии изготовления объ­ ектов производства.

Направления создания системы АПТ устанавливают на основе определенных техническим заданием путей совершенствования ТПП; конкретных предложений, выявленных в результате обсле­ дования и анализа существующей на предприятии технологиче­ ской подготовки производства; достижений науки и передового опыта.

В технических требованиях к системе АПТ, которая должна быть составной частью АСТГ1П, указывают выполняемые ею функ­ ции; необходимые характеристики информационного и матема­ тического обеспечения, технических средств, которые будут ис­ пользоваться в системе; требования к функционированию системы

и сроки разработки системы, состав технического и рабочего про­ екта, исполнителей и соисполнителей, сетевой график проведения работ. На этапе технического задания проводят технико-экономи­ ческое обоснование необходимости создания системы, укрупненно определяют затраты на проведение всего комплекса работ и их распределение между головным разработчиком и организациямисоисполнителями (а также по годам в соответствии с намеченными графиками работ). На основе анализа статей экономии выявляют экономическую эффективность затрат и сроки окупаемости. Тех­ ническим заданием должен быть предусмотрен состав докумен­ тации на систему, включающий ее техническое описание, мате­ матическое и информационное обеспечение, комплекс организа­ ционно-технических мероприятий.

Следующим этапом проектирования системы АПТ является раз­ работка технического проекта. Здесь определяют структуру си­ стемы, ее связь с АСТПП, выбирают технические средства, уста­

На базе существующей и перспективной технологии разрабаты­ вают методику проектирования технологических процессов для выбранных видов производства, методов обработки, групп обору­ дования и производственных объектов. В перечень работ на данном этапе входят также выдача методики составления алгоритмов и программ, определения общих блок-схем обработки информации и

190

основных положений по организации, внедрению и эксплуатации системы.

На этапе рабочего проекта устанавливают стандарты пред­ приятия на формы документов для технико-экономической и те­ кущей информации, документов, получаемых с ЭВМ, на систему их ведения, хранения и изменения. Затем заполняют документы с технико-экономической информацией, перфорируют их, инфор­ мацию заносят на магнитные ленты или диски, т. е. создают ин­ формационную базу системы. Далее создаются блок-схемы част­ ных алгоритмов и машинные программы на эти алгоритмы. Раз­ рабатываются инструкции: по перфорации документов, вводу технико-экономической информации в ЭВМ и проведению изме­ нений в массивах; по эксплуатации программ и проведению рас­ четов на ЭВМ; по организации, внедрению и функционированию системы на предприятии и т. д. Для сокращения сроков этапы технического и рабочего проектов максимально совмещают по времени. Это обстоятельство учитывается при составлении сете­ вого графика работ. Особенно целесообразно такое совмещение при выполнении наиболее трудоемких работ: создании информационных массивов, алгоритмов и программ. После разработки системы ко­ дирования технико-экономической информации сразу нужно на­ чинать заполнять соответствующие документы и формировать ин­ формационную базу системы. Как только будут составлены част­ ные алгоритмы, следует тут же проводить программирование и отладку программ.

Внедрение системы на предприятии включает комплекс орга­ низационных мероприятий по формированию производственных подразделений-(групп, бригад, отделов) для ее эксплуатации, тех­ ническую учебу привлекаемых специалистов, опытно-промыш­ ленную эксплуатацию системы и авторский надзор. Это один из самых сложных и трудоемких этапов, так как он связан с большой организационной перестройкой ТПП и преодолением своеобраз­ ного психологического барьера в сознании людей. Начинать внед­ рение системы нужно как можно раньше, привлекая лиц, выделен­ ных для последующей ее эксплуатации, уже на стадии рабочего проекта. Чем больше специалистов предприятия будет участво­ вать в разработке системы, тем эффективнее ее внедрение. Как только готовы соответствующие инструкции, .желательно на­ чинать техническую учебу. Это позволит, например, привлечь техников-кодировщиков для опытного кодирования информации и тщательной обработки системы кодирования в производственных условиях. Участие специалистов предприятия в создании массивов технико-экономической информации даст возможность в дальней­ шем грамотно проводить их накопление, свободно ориентироваться среди массивов и быстро вводить в них необходимые изменения. Участие технологов в разработке алгоритмов или просто подробное ознакомление с ними на этой стадии позволит полнее оценить реальные возможности ЭВМ и в дальнейшем, при эксплуата­

191

ции системы, облегчит работы по совершенствованию алго­ ритмов.

При наличии в отрасли проекта типовой системы АПТ работы организуются несколько иначе. В этом случае необходим лишь проект «привязки» типовой системы к условиям предприятия. Она сводится в основном к корректированию систем кодирования, некоторых алгоритмов и программ, созданию собственной инфор­ мационной базы. Использование типовой системы значительно сокращает время и снижает стоимость внедрения АПТ.

ОБЩИЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ СИСТЕМ АПТ

Рассмотрим наиболее важные вопросы, связанные с созданием систем АПТ. При ее проектировании и внедрении должен соблю­ даться системный подход. Основные его принципы были рассмо­ трены в гл. I, поэтому отметим лишь отдельные аспекты такого подхода, требующего, чтобы система АПТ рассматривалась как составная часть АСТПП и АСУП. Отсюда, во-первых, следует необходимость единства информационного и математического обеспечения. Однако системный подход требует очень широкого фронта работ, который обычно не под силу одному предприятию. Кроме того, он вступает в противоречие с функциональным под­ ходом, при котором обычно проводят глубокую разработку от­ дельных наиболее важных систем с последующим внедрением их на предприятии.

Недостатком функционального подхода является то, что от­ дельно созданные системы обычно с большим трудом стыкуются между собой и требуют подчас взаимной доработки, например по информационному обеспечению, когда появляется возможный, но нежелательный параллелизм и дублирование информации во входных и выходных документах, массивах. Выходом из положе­ ния является предварительное согласование систем по информа­ ционному обеспечению на стадии технического задания или тех­ нического проекта. Такое согласование позволяет создать ИПС как органическую составную часть АСТПП.

Алгоритмы технологического проектирования и соответствую­ щие программы работы ЭВМ отличаются значительной сложностью. Если частные алгоритмы содержат десятки логических условий, то общий — тысячи. При этом резко возрастает число вариантов решений, усложняются программы, затрудняется поиск оптималь­ ного решения. Некоторые технологические алгоритмы оказались практически непригодными из-за большой сложности. Макси­ мально упростить алгоритмы и резко сократить число вариантов решений позволяет унификация технологии. Принятая в системе АПТ система кодирования деталей сказывается на сложности создания алгоритмов. Если в системе кодирования предусмотреть указания технолога, которые заранее определяют некоторые тех­ нологические решения, то, очевидно, алгоритм упростится. Такую

192