МЕТОДОЛОГИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Технологический объект и особенности его построения

его построения

Прикладная теория автоматизации проектирования технологии изготовления изделий в машиностроении построена на теории синтеза многофункциональных систем проектирования и имеет логическую организацию, основанную на общих для всех случаев машиностроения закономерностях проектирования технологии и самой технологии. Виды отношений и закономерности проектирования технологии могут быть выявлены на основе абстрагирования и системного анализа в рассматриваемых объектах.

Процессы автоматизированного проектирования подчиняются логике, которая отражает специфику технологии машиностроения и должна учитывать эмпирические знания об изделии, детали и особенностях ее изготовлении. При этом система знаний в данной области базируется на неформальной логике. В основе построения решения задач проектирования технологии лежат фундаментальные положения технологии, имеющие принципиальный характер и являющиеся исходными посылками логических выводов традиционного проектирования, а также методология и теория, описывающие процессы проектирования в математическом виде.

Так как эти методические положения классифицированы под конкретные задания, определенные проектные решения и технологические ситуации, то для создания многофункциональных автоматизированных систем проектирования требуется построение новой методики проектирования, базирующейся на логике проектирования, нс связанной с конкретными рекомендациями.

Традиционное проектирование технологии, включающее проектирование технологических процессов и средств оснащений, рассматривает классификацию законов проектирования на основе требований к проектируемому объекту, что позволяет в целом установить порядок получаемых решений. К ним относятся требования основного служебного назначения, технологические требования, технико-экономические и эргономические. Каждый класс требований и каждое требование в отдельности выражаются через параметры. Одни и тс же параметры требований могут характеризовать различные классы требований. Таким образом, общую элементную основу проектирования составляют параметры установленных требований и параметры готового проекта, действия над которыми определяют процесс проектирования.

Полнота информации о проектируемом объекте достигается представлением его свойств в виде иерархии в соответствии с требованиями, приведенными в табл. 3.

Таблица 3

Требования к проектируемому объекту

Требования

Технологические процессы механической обработки

Оснастка

станочная

инструментальная

для измерений

Основное служебное назначение

Задание порядка действий к использованию средств для изготовления

Ориентация и закрепление заготовки

Обеспечение положения инструмента в кинематической схеме обработки

Контроль точности размеров

Технические

Получение заданной формы с требуемой точностью и качеством

Обеспечение положения заготовки на этапе для получения требуемой формы и точности

Удержание инструмента в требуемом положении

Измерение

Технико-экономические. Эргономическое обеспечение

Минимальные затраты времени, материала, энергии.

I [рименение автоматики, безопасность действий и использование средств механизации

Минимальное время на установку, закрепление и съем заготовки. Обеспечение удобства работы, форма и масса

Минимальное время на установку, закрепление и съем Обеспечение удобства работы, форма и масса

Оптимальная точность измерения Обеспечение удобства работы, форма и масса

Исходя из методики традиционного проектирования и его элементной основы определяются задачи проектирования. Основу проектирования конструкций составляют законы преобразования параметров требований в связи и параметры поверхностей конструкций. Основу проектирования технологии изготовления составляют законы превращения заготовки в готовое изделие.

Содержание этих законов может быть выражено через определение основных параметров требований и основных свойств конструкции, разработку схемы проекта, установление соответствия параметров функционирования и параметров конструкции (при конструировании), параметров готового изделия и параметров описания этапов изготовления.

Проектирование технологических процессов изготовления основывается на применении законов преобразования (или соответствия)(табл. 4):

  • • параметров конструкторского чертежа описания заготовки в параметрическое описание готового изделия;
  • • параметров, описывающих этапы изготовления, в параметры, описывающие готовое изделие.

При этом в процессе создания проекта учитывается:

  • 1) взаимодействие проектируемого объекта со средой;
  • 2) функционирование самого проектируемого объекта.

Таблица 4

Содержание законов проектирования технологии и средств оснащения

Объект проектирования

Законы взаимодействия проектируемого объекта со средой

Законы функционирования проектируемого объекта

Задание на проектирование

Средства оснащения технологии

Преобразование параметров требований в связи и параметры поверхностей конструкций

Преобразование описаний конструкций в параметры функционирования

Описание требований и параметров функционирования

Технологические процессы

Преобразование описания исходного продукта в описание готового изделия

Преобразование описания этапов изготовления в описание готового изделия

Описание параметров исходного продукта и готового изделия

Однако следует учитывать, что параметрическое представление технологии нс несет в полной мере информации о проекте. Результат проектирования технологии выражается в технологических картах и чертежах средств оснащения технологического процесса. Технологическая карта содержит описание этапов изготовления, включающих описание состояния элементов изготовляемого объекта и условий выполнения действий, ведущих к получению требуемого изделия. Чертежи содержат описание конструкции в виде описания ее элементов и условий ее функционирования.

Описания состояния элементов изготовляемого объекта, условий выполнения действий, ведущих к получению требуемого изделия, элементов конструкции, условий функционирования конструкции содержат как параметрические данные, так и данные о том, что параметры характеризуют.

Таким образом, проектирование (и в конечном итоге автоматизация процесса проектирования) должно рассматриваться не как расчетная задача определения параметров проектируемого объекта, а как задача качественного характера, в которой определяются законы взаимодействия элементов проектируемого объекта между собой и внешней средой. При этом определение параметров представляет собой задание свойств проектируемого объекта или его элементов, выраженных с помощью количественных мер (размера, массы, времени и т. п.).

На основе рассматриваемой методологии может быть построена общая теория решения задач автоматизации проектирования в технологии машиностроения. Основной проблемой в этом случае становится определение взаимосвязи содержания процесса проектирования технологии с его абстрактным описанием, пригодным для программирования. При этом может использоваться метод абстрагирования.

Абстрагирование предполагает разложение явления на его элементы и рассмотрение его на основе системного анализа, выделение из них общих и существенных элементов отношений проектирования, т.е. элементов, присутствующих в любой технологии, и их взаимосвязей, характеризующих любой процесс проектирования [18].

С помощью построения системы моделей с различным уровнем абстракции может быть решена проблема процесса проектирования.

На первом уровне абстракции строится модель основных зависимостей входа от выхода в категориях теории систем, на втором уровне - математическая модель процесса проектирования технологии, рассматривающая кибернетические свойства процесса проектирования, на третьем уровне - логико-математическая модель, составляющая основу математического описания процесса проектирования [18].

Теория автоматизации проектирования может быть построена на основе изучения задач технологии с точки зрения их внутреннего содержания и определения закономерностей их решения и взаимосвязей, обобщение которых возможно математическими средствами что, в свою очередь, определяет теорию синтеза многофункциональных систем проектирования.

На первом этапе определяются общие функциональные зависимости выхода (проектного решения) от входа (исходных данных и ситуаций). На втором этапе определяются отношения объектов проектирования на предметных областях. На третьем этапе определяются процедуры построения элементов проекта и проекта в целом. В конечном итоге построенные функции описывают целевые установки процесса проектирования средствами математической логики и характеризуются взаимосвязью друг с другом. Вид и области существования этих функций могут быть определены из законов технологии машиностроения и методов проектирования. Построенные таким образом функции являются основой методики САПР. Теория автоматизации проектирования состоит из двух основных частей: формализации методов проектирования в

технологии машиностроения и формальной теории процесса построения проекта. Формальная теория процесса построения проекта оперирует процедурами двух типов: 1 Процедурами определения правильности отношений, основанных на анализе взаимодействий объектов технологии и производства, позволяющих определить элементы проекта, и 2) процедурами формирования проекта и его частей [18].

Процедуры формирования проекта технологии, подчиненные закону изменения качественного состояния изготовления деталей или узлов, обеспечивают поэтапное построение элементов проекта и возможность оценки их с точки зрения различных критериев (качественных, стоимостных и др.).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >