Организация контроля и управления технологическими процессами

 

Данная функция ТПП связана с непосредственной производ­ственной реализацией результатов разработок и ТР. В отличие от функций ТПП, выполняемых до начала непосредственного про­изводства изделия, указанная функция реализуется при произ­водстве изделия в реальном масштабе времени. В связи с этим важнейшими элементами информационного обеспечения, исполь­зуемого для принятия ТР на этом этапе, являются данные о ре­альных конструктивно-технологических параметрах поступивших заготовок и уже выпущенных изделий, а также оперативная ин­формация о ходе реализованных ТП.

Основные задачи, решаемые при организации контроля и уп­равления ТП, следующие:

сравнение заданных и фактических значений параметров ка­чества изделий;

анализ причин отклонений параметров качества изделий;

принятие ТР о ликвидации отклонений параметров качества изделий;

разработка и внедрение в производство мероприятий, обес­печивающих стабилизацию параметров качества изделий.

Специфика указанной функции ТПП вводит дополнитель­ный критерий ее выполнения — быстродействие. ТР, направ­ленное на обеспечение качества продукции в действующем про­изводстве, должно быть не только верным, но также принятым и реализованным в минимальные сроки.

При разработке ТП изготовления изделий для каждой опе­рации определяют входные и выходные параметры качества из­делия и их допустимые значения, называемые заданными зна­чениями параметров качества. Фактические значения парамет­ров качества изделия, достигнутые при реализации ТП, могут отклоняться от заданных, причем эти отклонения могут превос­ходить допустимые.

В ходе ТПП невозможно предусмотреть влияние всех факто­ров, оказывающих дестабилизирующее действие на ход ТП из­готовления изделия. К ним можно отнести, например:

случайные факторы, действие которых связано с физической природой технологических методов, использующихся для изго­товления изделия;

 

наличие нетехнологичных элементов конструкции изделия, которые не были устранены при отработке конструкции изде­лия на технологичность;

факторы, связанные с изменяющейся производственной си­туацией, действие которых приводит к необходимости измене­ния отдельных ТР, заложенных в разработанный ТП (переход на инструменты из других марок инструментальных материалов, замена технологического оборудования на отдельных операциях и т. п.);

необходимость изменения части структуры и параметров ТП, связанная с невозможностью реализации или продолжения раз­работанного ТП, а также с изменением конструктивно-техноло­гических параметров изделия;

возможные нарушения технологической дисциплины;

ошибочные или нерациональные ТР, принятые при ТПП.

В ходе выполнения функции контроля и управления ТП раз­рабатывают и внедряют мероприятия, обеспечивающие устране­ние дестабилизирующего действия отмеченных факторов и при­ведение к заданным значениям тех параметров качества изде­лий, отклонения которых превышают допустимые. В некоторых случаях корректируют заданные промежуточные значения пара­метров качества (например, промежуточные размеры поверхно­стей деталей и их допуски, шероховатости поверхностей и т. д.) для отдельных этапов ТП.

Как уже отмечалось ранее, рассматриваемая функция ТПП выполняется при изготовлении установочной, контрольной се­рии изделий, а также в период установившегося производства (последнее относится к серийному и массовому типам).

При изготовлении установочной и контрольной серий изде­лий разрабатываемые и внедряемые мероприятия направлены на повышение надежности принятых ТР и систем до уровня, обес­печивающего стабильное качество изделий в установившемся производстве. Идет отладка параметров внедряемого ТП; накап­ливается необходимый статистический материал, который мож­но использовать при обеспечении заданного качества в период установившегося производства. Проводимые мероприятия по обеспечению качества ориентированы в основном на компенса­цию действия случайных факторов физической природы, устра­нение влияния нетехнологичных элементов конструкций изде­лия,

 

внесение необходимых изменений в структуру и параметры ТП, выработку у исполнителей строгих правил технологической дисциплины, а также устранение ошибочных и нерациональных решений, принятых при ТПП.

В период установившегося производства изделий главной це­лью рассматриваемой функции является стабильное обеспече­ние заданного качества для всего объема выпускаемой продук­ции. Для стабилизации качества изделий в условиях установив­шегося серийного производства можно применять различные устройства, выполняющие функции контроля и управления в ав­томатическом режиме. Для наладки этих устройств можно ис­пользовать статистический материал, полученный при изготов­лении установочной и контрольной серий. Основное внимание следует уделять быстрому и эффективному реагированию техно­логических служб на возникающие изменения штатного хода ТП. Такие изменения могут вызвать факторы изменяющейся произ­водственной ситуации, например поступление заготовок с не­предусмотренной разработанным ТП неравномерностью припус­ка, отсутствие режущего инструмента с расчетной геометрией режущей части и т. д.

Сравнение заданных и фактических параметров качества про­водят по завершении определенного этапа ТП или даже отдель­ной технологической операции. Для метрических параметров ка­чества изделий (значения которых могут быть измерены с помо­щью штатных СТО и выражены числами) при стабильном обеспечении качества должно соблюдаться условие

где П_зад и П_факт — соответственно заданное и фактическое зна­чения параметра качества изделия; Т — допуск на параметр ка­чества.

Если условие не выполнено, то данный параметр заносят в список параметров качества, по которым отмечены отклонения, превышающие допустимые. Одновременно фиксируют и значе­ния выявленных отклонений.

Некоторые параметры качества не могут иметь числового значения, а определяются бинарно: «есть» или «нет», «хорошо» или «плохо». Это, например, наличие покрытия, комплекс­ная оценка его качества и т. д. Сигналом о наличии откло­нения здесь является сама бинарная оценка, как правило, не­гативная.

Анализ причин отклонений качества является важнейшим эта­пом выполнения рассматриваемой функции ТПП. В ходе ана­лиза необходимо ответить на следующие вопросы.

1) Что явилось причиной отклонения параметра качества от заданного?

2) Почему данная причина вызвала отклонение параметра ка­чества, превышающее допустимое?

3)  К каким последствиям может привести дальнейшее дей­ствие выявленной причины?

4) Может ли данная причина быть устранена?

5)  Можно ли хотя бы приближенно наметить основные ме­роприятия, позволяющие компенсировать действие выявленной причины?

6)  Может ли гарантироваться в дальнейшем невозобновле­ние действия выявленной причины?

Для анализа причин отклонений качества используют аппа­рат математической статистики, методы регрессионного, диспер­сионного, корреляционного анализа и др.

Как правило, хорошие результаты дает численный анализ, однако в ряде случаев его проведение затрудняют невозмож­ность выявления локального множества возможных причин, существование парных взаимовлияний рассматриваемых фак­торов, существенно-нелинейный характер влияния фактора на качество. Особую сложность представляет установление взаи­мосвязи между бинарно выражаемым значением параметра ка­чества и метрическим значением действующего возмущающего фактора.

При невозможности количественного (численного) анализа проводят качественный анализ причин отклонений, основываю­щийся на накопленном технологическом опыте и знаниях. Та­кой анализ можно выполнять с помощью специализированных автоматизированных систем на базе вычислительной техники.

Принятие ТР связано с углубленным анализом причин от­клонения параметров качества. Для каждой отдельно взятой при­чины предлагают конкретные ТР, направленные на компенса­цию или минимизацию возникающих при ее действии отклоне­ний качества. Для некоторых причин возможны альтернативные решения. Число альтернатив может быть значительным. Так, если основной причиной изменения точности диаметрального разме­ра обработанной заготовки при точении является прогрессиру­ющий размерный износ инструмента, то минимизировать его влияние на

качество можно следующим образом:

периодической сменой затупившегося инструмента и заме­ной его новым, идентичным по своим параметрам;

заменой марки инструментального материала на более стой­кую;

изменением геометрических параметров режущей части ин­струмента;

изменением режима обработки в целях повышения опти­мизации стойкости инструмента для конкретных условий об­работки;

применением устройства автоматической размерной настрой­ки (автоподналадчиков).

Поиск ТР осуществляют на основе накопленного технологи­ческого опыта и знаний. Чем выше ответственность и сложность изделия, больше затраты на техническую подготовку его произ­водства и чем большими сериями его выпускают, тем большее число альтернативных ТР рассматривают.

Разработка и внедрение мероприятий по стабилизации ка­чества изделия базируются на множестве принятых ТР. При этом из каждого множества альтернативных для каждой отдель­ной причины ТР выбирают одно, по возможности оптималь­ное; стремятся минимизировать ожидаемые затраты на разра­ботку и внедрение технологических мероприятий, а также об­щее число последних. Технологическое мероприятие отличает от ТР большая глубина и комплексность проработки; охват не только технологических, но и организационных аспектов про­изводства; предписательный (инструктивный) характер содер­жания; документальное оформление. Таким образом, разрабо­танное на основе принятых ТР технологическое мероприятие следует рассматривать как документально предписанную сово­купность действий, ориентированных на непосредственное внед­рение в производство.

Мероприятия могут повторять отдельные этапы или даже це­лые функции ТПП. Полученные результаты отражаются в изме­нениях ТП изготовления деталей и сборки, а также в возмож­ных изменениях конструкций деталей и сборочных единиц. В случае принятия эти изменения вносят в технологическую и кон­структорскую документацию в порядке, предусмотренном стан­дартами. Указанная работа выполняется при тесном взаимодействии цеховых технологических служб, ОГТ, работников ОТК и заводских лабораторий.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ УЧАСТКОВ И ЦЕХОВ ПРЕДПРИЯТИЙ

 

Жесткая конкуренция на рынке машиностроительной про­дукции предопределяет постоянное совершенствование и разви­тие производства. Современное производство необходимо рас­сматривать как сложную динамическую производственную сис­тему, основой которой являются производственные участки и линии предприятия. Для обеспечения функционирования пос­ледних предусматривают следующие системы: транспортно-склад­ские, инструментального обеспечения, технического и ремонт­ного обслуживания, а также административно-управленческие и технические службы (технологическое и планово-диспетчерское бюро, некоторые другие).

Необходимость гибко реагировать на изменение спроса как по количеству изготавливаемых изделий, так и по их номенкла­туре, а также задачи освоения новых конкурентоспособных из­делий требуют при постоянном текущем совершенствовании тех­нологии и организации производства проведения на определен­ных этапах технического перевооружения или реконструкции производства. С этой целью на предприятиях создают отделы, бюро или группы перспективного проектирования, функциями которых являются разработка предложений по внедрению но­вой техники и технологии, модернизации и автоматизации про­изводства, разработка и обоснование вариантов технического перевооружения или реконструкции участков (цехов) предпри­ятия.

В зависимости от объема и новизны проектных работ к их выполнению привлекают специалистов проектно-технологичес­ких институтов и инженеринговых фирм. Для решения задач перспективного проектирования проводят предпроектное обсле­дование действующего производства для оценки его техни­ческого уровня по сравнению с лучшими отечественными и зарубежными производствами-аналогами и выявления так на­зываемых «узких мест» и проблемных вопросов развития произ­водства.

На основе анализа результатов предпроектного обсле­дования принимают решения, определяющие основные направ­ления технического перевооружения или реконструкции произ­водства.

Техническое перевооружение предполагает комплекс мероприя­тий, связанных с внедрением в производство новых ТП, исполь­зованием в этой связи на ряде рабочих мест нового оборудова­ния, совершенствованием структуры и организации работы про­изводственных участков, изменением количества оборудования и его расположения, внедрением средств механизации и авто­матизации производства на действующих площадях.

Реконструкция производства дополнительно предусматривает расширение действующих цехов путем пристройки дополнитель­ных пролетов к существующим зданиям цехов или создание но­вых участков и цехов с возведением новых производственных зданий на месте старых или на свободных площадях.

Разработанные решения, определяющие основные направле­ния технического перевооружения и реконструкции производ­ства, утвержденные руководством предприятия и предполагае­мыми инвесторами, оформляют в виде задания на проектирова­ние. В ходе разработки проектов технического перевооружения или реконструкции участков, цехов и предприятия в целом ре­шают комплекс взаимосвязанных вопросов технологического, организационного и строительного проектирования.

Стержневой в проекте считают технологическую часть, по­скольку ТП являются основой любого производства, представ­ляющего собой их пространственную реализацию. При разра­ботке технологической части определяющими являются разра­батываемые с разной степенью детализации ТП изготовления деталей и сборки изделий. В проектах участков и цехов массо­вого и крупносерийного производства указанные ТП разрабаты­вают на все детали, сборочные единицы и изделия особенно подробно. Для условий единичного, мелкосерийного и серийно­го производства, характеризующихся широкой номенклатурой выпускаемых изделий, в проектах часто ограничиваются деталь­ной разработкой ТП только для деталей- и изделий-представи­телей. Необходимые для проектирования исходные данные о тру­доемкости остальных деталей и изделий определяют методом их сравнения по ряду критериев с деталями- и изделиями-представитедями.

Полученные данные о трудоемкости далее используют для основных технологических расчетов и обоснования проектных решений по количеству оборудования и числу рабочих мест, со­ставу и структуре оборудования производственных участков и линий. Очень важным вопросом в технологической подготовке технического перевооружения и реконструкции производства яв­ляется выбор вариантов и разработка детальных планов распо­ложения оборудования и рабочих мест, а также определение чис­ленности работающих.

Принимаемые проектные решения в значительной степени связаны с выбором прогрессивных видов межоперационного и межцехового транспорта, а также с применяемыми способами хранения заготовок, полуфабрикатов, деталей и изделий на всех стадиях производственного процесса. Технические средства для транспортирования и хранения объектов в процессе их произ­водства вместе с соответствующими системами управления и об­служивающим персоналом рассматривают обычно как единую транспортно-складскую систему, обеспечивающую функциони­рование производственных участков и линий.

Кроме того, функционирование производства определяет еще ряд систем: инструментального обеспечения, решающая задачу снабжения рабочих мест всеми видами инструментов и приспо­соблений; контроля качества изделий и управления ходом ТП; ремонтного и технического обслуживания, отвечающая кроме ре­монта за снабжение рабочих мест электроэнергией, сжатым воз­духом и охлаждающими жидкостями, а также удаление стружки от станков и некоторые другие.

Структура системы обеспечения функционирования, уровень автоматизации технических средств и систем управления, сте­пень их интеграции в единую производственную систему на базе современной вычислительной техники являются в современных условиях важными аспектами при разработке проектов техни­ческого перевооружения и реконструкции производства. Созда­ние гибкого автоматизированного производства предполагает по­этапное решение этих проблем.

Проектирование производственных систем ведут последо­вательно-параллельно, начиная с технологических расчетов по определению трудоемкости разрабатываемых ТП и расчета числа станков и рабочих мест сборки для выпуска изделий, составля­ющих годовую программу. Далее по мере определения пара­метров основных производственных процессов фронт проект­ных работ расширяется, так как становится возможным вести проектирование систем обеспечения функционирования про­изводства.

Процесс проектирования производственных систем на ряде его стадий является итерационным. При проектировании, осо­бенно на начальных этапах, в условиях дефицита исходной ин­формации и естественного отсутствия проектных решений по системам обеспечения функционирования приходится принимать приближенные решения, которые уточняют на последующих эта­пах проектирования. Например, принимаемые на первых этапах проектирования предварительные проектные решения по рас­положению оборудования уточняют и конкретизируют по мере определения параметров транспортно-складской системы, инст­рументального обеспечения, решения вопросов многостаночно­го обслуживания, удаления стружки и других факторов.

При разработке проектов реконструкции производства воз­никает необходимость строительного проектирования, а также более углубленной проработки энергетической и санитарно-тех­нической части проекта. К выполнению этих работ обычно при­влекают специализированные проектные организации. Задани­ем на их разработку являются объемно-планировочные решения и необходимые расчетные данные, выполненные в технологи­ческой части проекта.

Учитывая высокую стоимость капитальных затрат на техни­ческое перевооружение и реконструкцию производства, проект­ные разработки требуют тщательного технико-экономического обоснования в бизнес-плане.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

1.4.1. Концептуальные модели автоматизированных систем технологической подготовки производства

Автоматизированная система технологической подготовки про­изводства (АСТПП) — это система ТПП, основу организации которой составляет системное применение средств автоматиза­ции инженерно-технических работ, обеспечивающее оптимальное взаимодействие людей, машинных программ и технических средств автоматизации при выполнении функций ТПП. Целью создания АСТПП является совершенствование ТПП на базе ма­тематических методов, оптимизации процессов проектирования и управления с применением современных средств вычислитель­ной и организационной техники. Современную АСТПП можно рассматривать как единый программно-аппаратный комплекс на базе вычислительной техники, предназначенный для выполне­ния функций ТПП. Разработку АСТПП осуществляют на уров­не предприятия. Решение об использовании на конкретном пред­приятии автоматизированной или неавтоматизированной форм выполнения ТПП, а также о степени автоматизации ТПП при­нимают на основе технико-экономических расчетов.

К АСТПП предъявляют ряд общих требований:

1) обеспечивать выполнение основных функций ТПП, пре­дусмотренных стандартами в составе и объеме, необходимом и достаточном для проведения ТПП предприятия;

2) функционировать в режиме, обеспечивающем анализ про­межуточных решений и подготовку на его основе исходных дан­ных для выполнения последующих функций или дальнейшего решения задачи;

3)  состоять из подсистем, которые при необходимости можно объединять в различных вариантах или автономно использовать;

4)  предусматривать поэтапный ввод подсистем в эксплуата­цию присоединением новых по мере их готовности или необхо­димости;

5) независимо от числа функций, реализуемых в системе, ис­ходные данные должны быть изложены на едином входном языке.

В структуре АСТПП по функциональному назначению вы­деляют два типа подсистем: общего и специального назначения.

В основной состав подсистем общего назначения входят под­системы информационного поиска, кодирования, контроля и преобразования информации, формирования исходных данных для автоматизированных систем управления различных уровней, оформления технической документации.

Подсистемы специального назначения применяют при реали­зации конкретных функций и решений частных задач ТПП, со­став которых описан в § 1.2. Состав подсистем специального на­значения устанавливают конкретно для каждого предприятия в зависимости от специфики ТПП и экономической целесообразности. ­ Независимо от состава подсистем специального назначе­ния их совместное функционирование обеспечивается едиными подсистемами общего назначения. Обмен информацией между подсистемами осуществляет единая информационная система. Информационную совместимость подсистем гарантирует единая система ввода, вывода, контроля и преобразования информации.

При разработке АСТПП формируется единое для всех под­систем информационное, математическое, методическое, орга­низационное, техническое, лингвистическое и программное обес­печение системы.

Разработку АСТПП как большой технической системы на­чинают с ее моделирования, выполняемого в три этапа:

1)  построение концептуальной модели и ее формализация

2) разработка машинной модели;

3) получение действующей рабочей модели.

Концептуальная модель АСТПП обеспечивает переход от ее

содержательного описания к формальному, т. е. определяют мо­дель системы и строят ее формальную (структурную) схему. Тра­диционный подход к созданию концептуальных моделей осно­вывается на сохранении в последних всех основных функций и функциональных связей, присущих неавтоматизированному про­ведению ТПП. Функциональная структура АСТПП соответству­ет общей структуре системы ТПП, представленной на рис. 1.7 т. 1 настоящего учебника. Каждую функцию можно рассматри­вать как отдельную подсистему АСТПП. В свою очередь каж­дую выделенную подсистему можно представлять как систему и для нее таким же образом определять подсистемы, отвечающие задачам ТПП. Такое иерархическое (ступенчатое) деление АСТПП и ее подсистем на составные части можно проводить до любого уровня (обычно до 4-го или 5-го).

Для разработки концептуальных моделей АСТПП исполь­зуют метод структурного анализа, предполагающий последова­тельную детализацию изучаемой или проектируемой системы сверху вниз. В отличие от других методов, использующих тот же принцип, предполагается, что на каждом уровне представ­лено разложение анализируемого объекта, более детализирован­ное, но полностью эквивалентное предшествующему уровню. Описание структурированной таким образом системы представ­ляется в виде набора схем и пояснений к ним, называемого моделью системы.

Обычно он отражает систему только с одной какой-либо точки зрения. Для полного описания системы со­ставляют несколько моделей, между которыми устанавливают взаимные связи.

Объектом анализа может быть либо АСТПП полностью (на верхнем уровне), либо любая ее часть (на более низких уров­нях). Объект анализа на схеме представ­ляют в виде прямоугольника и рассмат­ривают не изолированно, а в связи с внешней средой (рис. 1.5). Среду изоб­ражают стрелками, направленными либо к прямоугольнику, либо от него, и ука­зывают четыре ее составляющие: вход, выход, управление и механизм.

              

Рис. 1.5. Изображение, объекта анализа и его среды

 

Различают два типа объектов анализа — предмет и операция. Если объект анализа — предмет, то операции образуют его внешнюю среду, и наоборот. Так, при рассмотрении АСТПП как комплекса про­граммных средств в качестве предметов рассматривают данные, а в качестве операций — преобразования над ними. При этом объектом анализа могут быть данные в среде преобразований или преобразования в среде данных.

Если объект анализа — операция, то стрелка входа изобра­жает предметы, «перерабатываемые» операцией, стрелка выхо­да — предметы, получаемые в результате операции, стрелка уп­равления — условия, при которых выполняется операция, а ме­ханизм — средства реализации анализируемой операции. Если под операцией понимать разрабатываемое программное средство, то входом будут перерабатываемые им данные, выходом — дан­ные, получаемые в результате выполнения программы, управле­нием — управляющие данные, а механизмом — средства реали­зации программы.

Если объект анализа — предмет, то стрелка входа изобража­ет операцию, создающую этот предмет, стрелка выхода — опе­рацию, использующую данный предмет, стрелка управления — условие

существования предмета (может отсутствовать), стрелка механизма — средства воплощения. Так, для данных входом яв­ляется создавшая их программа, выходом — использующая (пе­рерабатывающая) их программа, управлением — условия суще­ствования данных (например, время хранения), а механизмом — устройства запоминания.

Принцип построения структуры концептуальной модели АСТПП показан на рис. 1.6. На верхнем уровне изображена схе­ма, отражающая всю анализируемую систему. Модель представ­ляет собой иерархический набор структурных схем, каждая из которых является детализацией какого-либо объекта (предмета или операции) и окружающей среды из схемы предыдущего (бо­лее высокого) уровня. При этом анализируемый объект пред­ставлен на схеме в виде набора объектов (обычно не более шес­ти), изображенных в виде прямоугольников, и связей между ними, показанных стрелками входа, выхода, управления и меха­низма. Части, на которые разложен анализируемый объект, дол­жны в совокупности точно представлять его и, кроме того, не пересекаться. Совокупность стрелок, входящих в схему и выхо­дящих из нее, должна точно совпадать со средой анализируемо­го объекта, изображенного в виде прямоугольника на схеме пре­дыдущего уровня. К этой среде ничего не должно быть добавле­но, но ничего из нее и не должно быть потеряно. В пределах схемы среда может быть представлена более дифференцирован­но (более подробно).

При формировании концептуальной модели АСТПП могут быть выделены уровни системы, функций и задач.

На уровне системы отражают только наиболее общие сведе­ния о среде — входы, выходы, управление. Уровень функций ил­люстрирует состав и взаимосвязь последних, ему соответствует общая структура системы ТПП (см. рис. 1.7 т. 1 настоящего учебника). Уровень задач раскрывается через состав и взаимо­связь задач, решаемых при выполнении каждой отдельно взятой функции ТПП. Представлению уровня задач соответствует струк­турная диаграмма, изображенная на рис. 1.1. Возможна даль­нейшая декомпозиция уровня задач.

 

 

Рис. 1.6. Иллюстрация принципа построения структу­ры концептуальной модели АСТПП

 

Необходи­мость дальнейшей декомпозиции и ее завершение определяют разработчики АСТПП.

Идеальной декомпозицией системы следует считать такой уро­вень ее разложения, который соответствует алгоритмически вы­полняемой процедуре или, при ее невозможности, процедуре, осу­ществляемой в интерактивном режиме. Недостатком метода струк­турного анализа, накладывающим существенные ограничения на число уровней декомпозиции, является резкое возрастание объ­ема работ при переходе с одного уровня на другой, что характер­но для всех иерархически построенных структур.

АСТПП можно рассматривать с функциональной, организа­ционной и информационной сторон, каждой из которых соот­ветствуют свои модели.

Функциональная модель отражает связи между отдельными структурными единицами системы и показывает взаимодействие между ними в процессе выполнения основных функций АСТПП, организационная — может быть представлена в виде схемы, в ко­торой указаны производственные подразделения АСТПП и свя­зи между ними, а информационная — отражает информационные универсальный высокоуровневый язык моделей данных «сущ­ность — связь». Практические аспекты создания информацион­ных взаимосвязи элементов АСТПП, возникающие в процессе вы­полнения ее функций. Информационные модели представляют с помощью языков спецификаций. Наиболее часто используют моделей подробно изложены в специальной литературе, по­священной разработке банков и баз данных.

На основании информационных моделей определяют требо­вания к информационной базе АСТПП (по объему хранимой ин­формации, форме ее ввода и вывода) и способам ее обработки.

Существуют два подхода к проектированию АСТПП:

1) определение перечня задач, решение которых автомати­зируется. В дальнейшем такой перечень не пополняется, не предполагается его информационная и управляющая стыковки с системами, автоматизирующими решения других задач ТПП. Тем самым создаются локальные системы для решения посто­янного круга задач;

2)  расширение перечня решаемых задач в локальной системе и стыковка отдельных локальных систем в единую комплекс­ную, а в дальнейшем и в интегрированную систему. В этом слу­чае все локальные системы следует строить на единой методо­логической основе, что предполагает единство информационно­го обеспечения и внешнего представления данных, а также единство математического обеспечения и подхода к выбору тех­нических средств.

Выбор подхода непосредственно связан с объектом автома­тизации в области ТПП, которым может быть система ТПП в целом (АСТПП) как совокупность взаимодействующих функци­ональных подсистем; функциональная подсистема как совокуп­ность задач ТПП, относящихся к рассматриваемой подсистеме или совокупность задач ТПП, решение которых необходимо для обеспечения функционирования системы ТПП. При выборе объекта автоматизации учитывают снижение трудоемкости ра­бот и сокращение сроков ТПП, повышение уровня организации и улучшение качества ТПП, создание предпосылок рациональ­ной организации основного производства, возможность сниже­ния или полной ликвидации непроизводительных расходов.

Технические средства, с помощью которых реализуются АСТПП, объединяют в комплексы. Различают местные, центра­лизованные и интегрированные комплексы.

Местные комплексы позволяют решать в основном простые локальные задачи, возникающие, например, при проектирова­нии СТО (штампов, прессформ и т. п.), расчете режимов реза­ния, нормировании операций и т.д. Пользователем такой сис­темы является один человек: технические средства системы — персональный компьютер, установленный на рабочем месте тех­нолога, или специализированный аппаратный комплекс — ав­томатизированное рабочее место технолога.

Централизованные комплексы обслуживают отдельные произ­водственные подразделения, т. е. несколько пользователей, и дают возможность решать одну или несколько задач ТПП, например

разрабатывать единичные ТП изготовления деталей на основе про­цессов-аналогов, выбирать СТО и т. п. Технические средства этих систем — специализированные компьютеры с сетью терминалов ввода-вывода, печатающими и другими периферийными устрой­ствами, установленные в соответствующих отделах и бюро.

Технические средства, объединенные в интегрированные ком­плексы, позволяют решать достаточно большой объем разнооб­разных задач и выполнять отдельные функции ТПП в масштабе всего предприятия. Пользователями такой системы являются тех­нологи и конструкторы ОГТ, технических отделов и бюро це­хов, а также сотрудники конструкторских бюро предприятия. Доступ к таким системам должен быть дистанционным, а вывод и ввод информации осуществляться через терминалы. Техничес­кие средства этих систем — большие универсальные вычисли­тельные машины с высоким быстродействием и значительным объемом памяти, управляющие компьютеры, специализирован­ные рабочие станции, а также персональные компьютеры с пе­риферийными устройствами, объединенные в единую вычисли­тельную систему с помощью специальных каналов связи и об­разующие локальную сеть.

Основным режимом работы АСТПП следует считать инте­рактивный (диалоговый) режим. Отдельные задачи или их фраг­менты, для которых возможны формальные алгоритмы решения, решают в автоматическом (пакетном) режиме.

На основании созданных концептуальной и информацион­ной моделей разрабатывают и отлаживают программное обеспе­чение АСТПП, которое после развертывания на технических средствах формирует машинную модель системы.

Учитывая специализированный характер, сложность и предъявляемые высокие требования к качеству принимаемых ре­шений, концептуальные и информационные модели АСТПП эф­фективно выполнить могут только специалисты-технологи.

1.4.2.Проблемы автоматизации технологической подготовки производства

Создание полноценной, удовлетворяющей современным тре­бованиям АСТПП, обеспечивающей комплексную реализацию функций ТПП и ее высокое качество, является сложной науч­но-технической проблемой. Для ее решения необходимо, во-пер­вых, исследование процессов принятия ТР в ходе ТПП и созда­ние общей методологии ТПП, что позволило бы представить указанные процессы в виде последовательности формальных процедур, и, во вторых, разработка эффективных средств (про­граммных и аппаратных) представления процессов принятия ТР, позволяющих проводить автоматизацию этих процессов в про­граммно-аппаратных комплексах.

Практически все функции ТПП содержат задачи, решение ко­торых в автоматическом (пакетном) режиме при использовании средств вычислительной техники невозможно в силу недостаточ­ной разработанности и формализации процедур принятия ТР. От­работку конструкций на технологичность (см. рис. 1.1) в значи­тельной мере можно рассматривать как акт творчества, который пока не может быть сведен к последовательности формальных процедур. Задачи, решаемые при разработке единичных ТП изго­товления деталей на основе процессов-аналогов (см. рис. 1.2), яв­ляются формализуемыми, что нашло отражение в создании зна­чительного числа систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), использующих принцип типовых решений. Эти системы можно рассматривать как отдель­ные программные модули, которые могут входить в состав АСТПП.

Наиболее трудно формализуемой задачей, решаемой при раз­работке единичных ТП изготовления деталей при индивидуаль­ном проектировании (см. рис. 1.4), является создание маршрут­ной технологии, при разработке которой необходим синтез струк­туры

маршрутного ТП (определение состава и последовательности технологических операций).

В математической постановке эта задача сводится к поиску вариантов структур в счетных множе­ствах с весьма значительным, хотя и ограниченным числом эле­ментов. Формализация именно таких задач представляет наи­большие трудности. Задачи, решаемые при разработке операци­онной технологии, являются формализуемыми. Известно значительное число САПР операционной технологии, позволя­ющих о<