4. Стандартизация технологических объектов

1. Формирование нормативной базы технологических объектов в новых экономических условиях

Современная тенденция выпуска конкурентоспособной продукции при наличии конкурентной среды в новых условиях рыночной эконо- мики, выраженная в развитии автоматизации при технологических сис- темах (ТС), снижении времени на конструкторские разработки, изго- товление, продажу и обслугу, определила новую стратегию создания изделий машиностроения (конструирование — производство) на базе стандартизации. Процесс создания изделий стал охватывать параллель- ное проектирование конструкции и технологии, проходить по замкну- той схеме с выходом и входом на требования рынка (рис. 2.13). Звено производственная подготовка (ПП) замыкает цикл создания изделия и занимает промежуточное положение между проектированиями конст- рукции и технологии. В проектировании конструкции и технологии из комплекса цикла создания изделия выделяют комбинацию «конструк- ция — ПП — технология» и представляют двумя структурными ком- плексами с последовательным и параллельным соединениями (рис.

14. . Последовательная структура комбинации (рис. 2.14, а) традици- онная, более привычная и проще, но уступает параллельной для авто- матизированного производства. К преимуществам параллельной струк- туры (рис. 2.14, б) относятся: сокращения цикла создания изделия за счет совмещения проектных работ при интеграции конструирования и разработки технологического процесса, лучшего совместного воздейст- вия на ранние стадии создания изделия, большей доступности и на- дежности прогнозирования, разви-

тия рынка.

Производственная подготовка (ПП) реализуется в последователь- ности структурной схемы (рис.

14. с разделением на конструк- торскую подготовку производства (КПП) и технологическую подго- товку производства (ТПП).

Технологическая подготовка производства (ТПП) — совокуп- ность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий к выпус-

8

О

5

Ж

О

6

Рис. 2.13. Цикл непрерывного создания изделия машиностроения:

/ — запрос; 2 — технико-экономическое обос­нование; 3 — конструкторские разработки; 4 — конструкторская документация; 5 — технологи­ческая подготовка производства; б — календар­ное планирование и технологическая документа­ция; 7 — производство; 8 — управление каче­ством, сертификация

89

а) * б) t

Рис. 2.14. Комплексы создания изделия машиностроения: а — последовательный; 6 — параллельный; CAD — система автоматизированного конструирова- ния; САМ — система автоматизированного проектирования технологии; ПП — производственная

подготовка

ку изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объ- еме выпуска и затратах. Основными функциями ТПП являются: обеспечение технологичности конструкции изделия; разработка технологических процессов;

проектирование и изготовление средств технологического оснащения; управление процессом ТПП изделия.

ТПП с учетом комплексности технологических процессов прово- дится по разным цехам: заготовительному, термическому, механообра- ботки, контроля и испытаний.

Под технологической системой (ТС) понимают совокупность функ- ционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей, предназначенных для выпол- нения в регламентируемых условиях производства заданных техноло- гических процессов или операций в соответствии с требованиями нор- мативно-технической документации.

Рассматривают четыре вида уровня ТС: технологической операции; технологического процесса;

производственного подразделения (цеха, участка и др.); предприятия.

Задача повышения эффективности и качества производства требует

комплексного подхода к изуче- нию технологических процес- сов и выбора кибернетических (управляющих) воздействий.

Невозможно эффективно управлять технологическим процессом и даже отдельной операцией, зная, например, только точность, обеспечивае- мую станочным оборудовани-

90

Рис. 2.15. Структурная схема производственной подготовки

ем, так как качество обработанных деталей за- висит не только от точности станка, но и от многих других сопутствующих технологиче- ских факторов.

Т ехнологический процесс обеспечивает собственная технологическая система, которая структурно представляет собой часть техноло- гической системы производственного процес- са. Технологическая система, как и любая дру- гая система, имеет свою структуру и обладает определенными свойствами. Основным свой- ством ТС является обеспечение выпуска про- дукции с заданными показателями качества и ритма при сохранении требуемых условий производства. Отношение эквивалентности представляет экспликацию (экспликация озна- чает перевод интуитивных представлений о

ТС в ранг строгих математических понятий) автоматизированных ТС со свойствами рефлексивности, симметричности, транзитивности (рис.2.16).

Термины и определения, методы оценки работоспособности и эко­номической эффективности технологических систем стандартизованы фондом стандартов.

Под влиянием наметившейся новой стратегии создания изделий в ТС работы по стандартизации в формировании нормативной базы приобрели качественно новый характер. Его отличительной чертой являются: программный метод комплексной стандартизации; интеграционный подход стандартизации по блокам цикла создания; формирование сквозного механизма стандартизации; приоритетность маркетинговых исследований в стандартизации; сертификация этапов стандартизации в условиях интеграции ком­плексной стандартизации;

осуществление эффективных программ стандартизации в области информационных технологий и автоматизации.

Поэтапная разработка нормативной базы заслуживает рассмотрения.

2. Стандартизация и маркетинговые исследования

Маркетинговые исследования — необходимая составляющая обес­печения качества продукции, а стандартизация — один из инструмен­тов управления качеством. Поэтому рассматривать вопрос о стандар­тизации в отрыве от управления качеством и маркетинга не следует.

91

автоматизированной техно­логической системы (ТС):

/ — объекты производства;

2 — технологические процес­сы; 3 — средства технологиче­ского оснащения; 4 — органи­зация производства; 5 — чело­веческий фактор

Практика зарубежных фирм показывает, что нередко даже продук­ция самого высокого технического уровня и качества оказывается не­конкурентоспособной. Качественные нововведения, предлагаемые для внедрения в производство наукоемкой продукции, могут либо не соот­ветствовать структуре рынка, либо не пользоваться спросом из-за слишком высокой цены. Нарушается основополагающий принцип кон­курентоспособности продукции «высокое качество — низкая цена». Многие западные фирмы считают, что идея новой конструкции долж­на возникнуть не в конструкторском бюро или научном учреждении, а в отделе маркетинга. Качественной будет не та продукция, которая превосходит по техническому уровню мировые образцы, а та, которая в наибольшей степени удовлетворяет потребителя и соответствует его возможностям.

Роль рыночного фактора в формировании подхода к качеству ино­гда дает более ощутимый эффект, в случае использования так называе­мого «агрессивного маркетинга» — активной экспортной деятельности. Западный бизнес отмечает, что при сбыте наукоемкой продукции мно­гие фирмы испытывают значительные затруднения по допущенной ошибке в выпуске новой продукции, состоящей в организации ее про­изводства без тщательного изучения рынка, и расчета на сбыт стандар­тизованной продукции.

Маркетинг — это сложное явление, которое на сегодняшний день не имеет однозначной трактовки. Это и рыночная концепция управле­ния производством и сбытом продукции, это теория и практика орга­низации и управления производственно-сбытовой деятельностью, это и метод конкурентной борьбы при обострении проблемы сбыта товаров, это и инструмент повышения прибыли нередко в ущерб интересам по­купателей.

В основе комплексного изучения рынка лежит системный анализ, который дает возможность выявить основные факторы и их взаимо­связь, а на этом основании определить степень их влияния на объект исследования.

Объектом исследования являются: продукция, потребитель, ем­кость рынка, спрос, условия конкуренции, методы сбыта, сегментация рынка. Изучение продукции прежде всего нужно, чтобы убедиться, пользуется ли спросом на данном рынке подобная продукция. Очень важно определить емкость рынка (объем реализуемых на нем товаров за год), чтобы знать, какое количество товара можно на этом рынке продать, а значит, установить оптимальный объем его выпуска на ос­новании прогноза емкости.

92

Если изучение этих факторов говорит о целесообразности работы на данном рынке, то следующим шагом будет установление показате­лей качества товара, что имеет уже непосредственное отношение к управлению качеством и стандартизации.

Принципиальная особенность управления качеством продукции с позиций маркетинга состоит в том, что формирование качества долж­но базироваться с учетом его влияния на первую покупку и на необхо­димость обеспечения постоянного внимания потребителя к изделиям данной фирмы. А зная технологию потребителя, который прежде всего покупает «глазами», производитель обращает внимание на эстетиче­ские факторы качества-стайлинг (цвет, упаковка, дизайн). Не менее важны эргономические показатели качества и наличие инструкций по эксплуатации, написанных в достаточно доступной форме. Поэтому стандартизация должна проводиться по всему жизненному циклу, а не только в создании.

В дальнейшем изучается продукция с позиции анализа его конку­рентоспособности; экономического обоснования ценовой политики, разработки методов стимулирования сбыта и рекламы; изучают и фак­торы спроса, которые не зависят от вида продукции (демографиче­ский, социальный, психологический).

Невозможно создать конкурентоспособную продукцию, не зная ус­ловий конкуренции на рынке и своих конкурентов. Для современных рынков характерна неценовая конкуренция и конкуренция качества. Жесткая стандартизация в этих условиях затрудняет гибкое реагирова­ние на изменение спроса, оперативное воздействие на потенциальных покупателей.

Если соотносить стандартизацию с жизненным циклом продукции, то ее влияние на сбыт будет очевидным (рис. 2.17).

на рынок продаж

Рис. 2.17. Кривая жизненного цикла товара:

Фаза жизненного цикла: внедрение; рост продаж; зрелость; спад и уход с рынка Степень стандартизации нового товара: стандартизация отсутствует; низкая, начальная. Появление базовой модели; высокая. Стандартизация базовой модели; работы по стандартизации не ведутся

93

Стандартизация в маркетинге может относиться не только к про­дукции, но и к самой маркетинговой деятельности — методам исследо­ваний и операционному маркетингу. Цель стандартизации методов маркетинговых исследований — унификация процедур и оптимизация методов изучения рынка.

3. Информационные технологии и автоматизация в стандартизации

В области информационных технологий новым направлением стан­дартизации является CALS-технология. Концепция CALS возникла в военно-промышленном комплексе США, затем проникла в граждан­скую промышленность и значительно расширилась географически. Идея CALS базируется на двухуровневой интеграции:

процессов (интеграция в рамках согласованного процесса проекти­рования, разработки, производства, эксплуатации, обслуживания и ути­лизации);

данных (автоматизация и компьютеризация обмена коммерческими и административными данными между партнерами).

Значимость уровней со временем менялась, и к началу 90-х годов CALS стала называться «Поддержкой непрерывных поставок и жиз­ненного цикла изделия». Это значит, что усиливалось внимание к ме­тодологии параллельного проектирования и интегрированной логиче­ской поддержки. Позднее CALS превратилось в «Бизнес в высоком темпе». Этот последний вариант и служит основой для разработки стандартов разных уровней в области информационных технологий для коммерции.

CALS-технологии обусловили возникновение нового поня­тия — «виртуальное предприятие». По существу, это не оформленное организационно объединение разных компаний, связанных разработ­кой или реализацией одного проекта. Для них нужны единые правила действий, единый язык, единые нормы. А это решается только путем стандартизации.

Дальнейшим развитием систем конструкторской и технологической документации является создание Системы автоматизированного проек­тирования (САПР).

Преимущества САПР перед существующими традиционными мето­дами и средствами проектирования очевидны: с помощью действую­щей на базе ЭВМ САПР инженер может творчески проанализировать множество вариантов и найти оптимальный.

94

ны в табл. 2.3).	Таблица 2.3
Шифр группы	Наименование группы стандартов
0	Общие положения
1	Правила организации и управления процессом ТПП
2	Правила обеспечения технологичности конструкции изделий
3	Правила разработки и применения технологических процессов и средств технологического оснащения
4	Правила применения технических средств механизации и авто­матизации инженерно-технических работ
5	Прочие стандарты

ЕСТПП основана на системно-структурном анализе цикла, широ­ком применении типовых и групповых технологических процессов, стандартной оснастке и модульном оборудовании, экономико-матема­

95

тических методах и вычислительной технике при ее организации и управлении. Она ставит принципиально новые задачи перед конструк­торскими и технологическими службами, которые призваны решать в основном вопросы перспективного развития конструкции и техноло­гии изготовления изделий. Является связующим звеном между конст­руированием и производством, определяя качество, экономичность и конкурентоспособность продукции.

Общей задачей ЕСТПП является обеспечение готовности произ­водства к выпуску новых изделий высокого качества. Прогрессивная подготовка производства охватывает быстрое и высококачественное проектирование новых изделий, изготовление и испытание опытных образцов изделий, поставку новых изделий на серийное производство.

Основной целью системы является обеспечение необходимых ус­ловий для достижения полной готовности производства любого типа (единичного, серийного, массового) к выпуску изделий заданного ка­чества в минимальные сроки и при минимальных трудовых и матери­альных затратах.

Единой системой технологической подготовки решение задачи проектирования технологического процесса по превращению заготовки в деталь с заданными техническими требованиями, сборки, эффектив­но реализуется во всех сферах:

в конструкторской подготовке производства (КПП): в технологической подготовке производства (ТПП); в ремонте и даже в техническом обслуживании изделия в целом. В конструкторской подготовке производства (КПП) анализируются рабочие чертежи конструкции изделия и проводится отработка на тех­нологичность. Компонуются исходные данные в виде геометрических форм и размеров, требований к точности, обрабатываемости материа­ла, программы выпуска для дальнейшего проектирования технологиче­ских процессов и выбора оборудования.

В технологической подготовке производства (ТПП) составляется технологический маршрут, выбираются режимы обработки и приводят­ся в соответствие с ними, уточняются требования к технологичности конструкции. Завершается разработкой технологического процесса и оформлением технологической документации с технико-экономической оценкой и ее кодированием (станки с программным управлением).

Одним из основных организационно-технических принципов ЕСТПП является обеспечение высокого уровня технологичности изде­лий путем широкого внедрения в практику конструирования методов унификации и агрегатирования, преемственности конструкций, исполь­зования рациональных конструктивных решений, материалов и мето­дов изготовления.

96

ЕСТПП по своему определению и назначению является надстрой­кой над реально существующими формами организации ТПП такими, как безмашинной, механизированной, автоматизированной (АСТПП), как одной из возможных форм. ЕСТПП должна обеспечивать создание на предприятиях любой из перечисленных форм организации ТПП, оп­тимальной для данного конкретного случая.

Автоматизированные системы технологической подготовки производства. Организационную основу АСТПП составляет системное применение средств автоматизации инженер­но-технических работ. Это обеспечивает оптимальное взаимодействие людей, машинных программ и технических средств автоматизации при выполнении функций технологической подготовки производства.

АСТПП призвана моделировать функции ТПП, связанные с обес­печением технологичности конструкции изделия, проектированием технологических процессов, проектированием и изготовлением средств технологического оснащения, управлением технологической подготов­кой производства.

АСТПП обычно состоит из подсистем. При этом предусматривает­ся или их объединение в различных вариантах, или автономное ис­пользование каждой подсистемы. Таким образом, основным структур­ным элементом АСТПП является подсистема.

По функциональному назначению различают два типа подсистем: общего и специального назначения.

В зависимости от характера решаемых задач устанавливают сле­дующий основной состав подсистем общего назначения: информационный поиск;

кодирование, контроль и преобразование информации; формирование исходных данных для автоматизированных систем управления различных уровней;

оформление технической документации.

В зависимости от реализуемой функции ТПП устанавливают сле­дующий основной состав подсистем специального назначения:

обеспечение технологичности конструкции изделий (в части коли­чественной оценки технологичности и совершенствования технологи­ческой системы);

проектирование технологических процессов по видам обработки; конструирование средств технологического оснащения (по видам); управление ТПП;

изготовление средств технологического оснащения.

Подсистемы специального назначения реализуются, с одной сторо­ны, на основе систем автоматизации проектирования (САПР) конст­рукции и изготовления, а с другой — на основе АСУ, решающих зада­

⁷ —4523 97

чи управления ходом ТПП, управления процессами проектирования, включая технологические процессы изготовления оснастки.

Систему автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР-ТП) стали применять все шире в связи с увеличи­вающимся ростом объема машиностроения, усложнением конструкции изделий и технологических процессов, сжатыми сроками технологиче­ской подготовки производства.

Параллельно с САПР-ТП также широко применяют систему авто­матизированного проектирования изделий машинострое­ния— САПР-К, который создается по классификаторам ЕСКД и Об­щесоюзному классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП).

Нормативные подходы решения задач ТПП. Существу­ет три нормативных подхода решения задач ТПП:

традиционное ручное, основанное на экспертном методе проекти­рования;

смешанное компьютерное проектирование;

автоматизированное компьютерное проектирование.

Традиционный подход включает изучение рабочих чертежей конструкции, технологического маршрута и инструкций, созданных экспертным методом. Он вырабатывается на аккумулировании: знаний по процессам и технологическому оборудованию, обрабатываемости материалов, инструмента и накопившегося практического опыта для обработки с наименьшими потерями. Опытный проектировщик может создать совершенную подготовку в полном соответствии с экономиче­скими требованиями, эффективную и безальтернативную, достаточно гибкую с низкими финансовыми вложениями.

Применение подхода ограничивается частой перестройкой подго­товки производства и сложностью выполняемых работ, с увеличением числа обрабатываемых деталей, применяемого инструмента и приспо­соблений. Тогда становится неизбежным применение компьютерного проектирования.

Смешанное компьютерное проектирование расширяет возможности традиционного подхода (а), основывается на принципах групповой технологии, классификации и кодировании деталей. В этом подходе узаконенный план обработки (технологический маршрут) хра­нится в файле компьютера для каждой детали, закодированной номе­ром. Процесс обработки выбирается из числа действующих на пред­приятии, или используется гипотетический процесс, разработанный для обработки группы деталей с условным представлением домини­рующей (комплексной) деталью. Структурная схема компьютерного проектирования показана на рис. 2.18.

98

Рис. 2.18. Структурная схе­ма смешанного компьютер­ного проектирования ТПП: / — файл семейства деталей; 2— файл стандартного порядка; 3 — файл оперативного плана; 4 — фонд программ; 5 — поиск семейства деталей; 6 — сборник входных данных; 7 — стан­дартный порядок редактирова­ния; 8 — оперативный план ре­дактирования; 9 — процессор рабочих элементов; 10 — клас­сификационный код деталей; // — технологический маршрут; 12 — технологический процесс; 13 — маршрут хранения GD & 12 в		—	9
			1 1 1
			1
13			1

В смешанном компьютерном проектировании, как во всяком ком­пьютерном проектировании, резко сокращается время на проектирова­ние, проектировщик освобождается от рутинных ручных работ, боль­ше уделяет внимания качеству труда. К недостатку процедуры отно­сится ее смешанный характер, проявляемый во взаимодействии авто­матизации с личным участием проектировщиков разных профессио­нальных качеств.

Созданы и реализуются коммерческие варианты систем компью­терного проектирования, рабочие планы которых хранятся в каталогах и библиотеке информационного обеспечения.

Автоматизированное компьютерное проектирова­ние подхода реализуется с программно-алгоритмическим обеспе­чением, включающим логические решения, формулы, алгоритмиче­ские модели, геометрическую базу данных единичного технологиче­ского процесса для превращения заготовки в готовую деталь. В отли­чие от предыдущего подхода рассматривается не групповая техноло­гия с множеством решений, а единичная технология на каждую де­таль; само автоматизированное проектирование свободно от его не­достатков.

Разработка автоматизированного компьютерного проектирова­ния — пример решения безлюдной технологии гибких автоматизиро­ванных технологических систем в свете требований научно-техниче­ского прогресса. Полный потенциал решения будет раскрыт, если бу­дут созданы и действовать процессы управления качеством проекти­рования. Рассматриваются три процесса управления качеством проек­тирования в механообработке:

99

процесс компьютерно- го проектирования; процесс оптимизации параметров механической обработки; процесс адаптивного подхода. Процесс компью- терного проектиро- вания предусматривает компьютерное проектиро- вание и устранение мно- жества ручных рутинных работ. На рис. 2.19 показа- на структурная схема по- следовательности выпол- няемых работ в составе АСТПП. За введенными тремя блоками закреплены определенные функции. Блок 1 содержит спи- сок номенклатуры про- мышленной продукции, подлежащей изготовлению, сроки поставки и объем выпуска. Они со- ставляются с учетом запроса потребителя и прогноза на будущее. В блок включен производственный план выпуска продукции, который определяет запрос на материалы. Блок 2 представляет процедуру обычно компьютеризованную, для определения поступления узлов и деталей на сборку. Он может быть использован в изменении порядка размещения в соответствии с изме­нением производственных приоритетов и требуемых условий. Блок 3 определяет производственную мощность на сумму продукта, который может быть изготовлен в заданный промежуток времени. Он имеет дело с планированием материала и деталей, необходимых для производства продукции, мощность планирования касается планирова­ния производственных ресурсов (труд, технологическое оборудование) и согласовывается с блоком 1. Система оптимизации параметров процессов обработ­ки предусматривает использование двух методов — эвристического и количественного. В эвристическом методе окончательные решения вы­рабатываются путем поиска решения задач и вывода доказательств и 100 13
2		12

Л

11

10

У~^!

Рис. 2.19. Структурная схема автоматизированного компьютерного проектирования ТПП (АС ТПП):

/ — производственное решение; 2 — производственное календарное планирование; 3 — материальное планирова­ние; 4 — закупка; 5 — внешний поставщик; 6 — управле­ние производственными ресурсами; 7 — заготовки; 8 — производственные операции; 9 — конечная продукция; 10 — цеховой участок управления; 11 — планирование мощностей; 12 — техническая и технологичесая база дан­ных; 13 — техническое конструирование

основаны на учете опыта решения сходных оптимизационных задач в прошлом, накопления, учете ошибок, а также интуиции. Исходной ин- формацией при этом служит опыт передовых предприятий, результаты научно-исследовательских работ, опыт производства, результаты от- дельных расчетов и другие материалы.

Количественный метод оптимизации является более объективным и получает широкое распространение на базе СОПОС. В нем оптималь- ными называют такие значения технологических параметров, при ко- торых достигается наилучшее качество обработки и экономичность. Определение оптимальных параметров имеет смысл в том случае, ко- гда установлен критерий оптимальности и указаны ограничения. Ме- тод поясним оптимизацией технологических параметров механической обработки резанием на станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

К технологическим параметрам механической обработки резани- ем относят скорость резания, подачу и глубину резания. Глубина резания обычно предопределяется геометрией заготовки и техноло- гическим маршрутом. Поэтому проблема состоит в совместной оп- тимизации скорости и подачи с обратной связью по скорости с уче- том технологического процесса, металлорежущих станков, режуще-

го инструмента, заготовки и других не упомянутых тех- нологических факторов.

Возникающая задача оп- тимизации многопараметри- ческая, с множеством пере- менных параметров, решается на базе математического мо- делирования постановкой вы- числительного и натурного экспериментов на ЭВМ.

Математическая модель оптимизации скорости пода- чи имеет состав уравнений, состоящий из: функции цели,

Уравнения связи и налагае- мых ограничений. В функции Цели за критерий оптималь- ности принимается техноло- гическая себестоимость од- ной детали, переменными яв-

101

0

0

База данных

ESI

Рис. 2.20. Структурная схема системы адаптив­ного подхода:

/ — файл материала; 2 — файл инструмента; 3 — файл металлорежущих станков; 4 — входные данные, 5 — данные механообработки; 6 — математические модели резания (подачи, скорости), 7 — управляющий контроль; 8 — преобразователь; 9 — станок с ЧПУ

ляются слагаемые технической нормы времени, затраты на накладные расходы и инструмент, показатели технологической операции, стой-

кость резца. Главным урав- нением связи является стой- кость резца

ш

1

ZZ7-5

а)

Т> ¹

#

б)

Рис. 2.21. Структурная схема оптимизации меха­нической обработки с адаптивным управлением: а — структурная схема; 6 — к определению по­стоянных параметров резания в структурной схе­ме (а):

1 — вход ИЛ 2 — данные производственной выборки при Y= У_т,„. J — вход /?, V, сг, В₍5|, 4 — расчет

К,ми- T_wm. 5 -- поиск 6„, b при V= V_mmt T_mm = Т\ 6 — расчет матрицы 1Л 7 — расчеты оценки 8 —

стойкость инструмента Т в производственных условиях, У — с Г и оценка п и с' при 10 — анализ из­менения К_Ш11)

где L — фактор обработки, L = / — длина обрабаты­

ваемой детали, S—подача; А — постоянная для задан­ных условий обработки; п — показатель относитель­ной стойкости (п < 1).

Уравнение связи — част- ный случай уравнения Тэй­лора

VT” = С

Ограничения налагаются в виде неравенств (односто­ронние или двусторонние) на частоту вращения, пода­чу, силу резания, мощность, шероховатость поверхности, точность размера. Дальней­шая алгоритмизация уравне­ний состава приводит к раз­работке модели, а ее форма­лизация — к рабочим про­граммам на ЭВМ. Матема­тические модели могут уточняться дополнительным проведением эксперимен­тальной оптимизации.

Процесс адаптив­ного подхода дается в кибернетической постановке с витком скоростной обрат­ной связи, направлено на

102

поддержание таких переменных, как сила резания, температура в зоне резания, крутящего момента с поддержанием работоспособности стан­ка с ЧПУ в динамике. Системы адаптивного управления основываются на хранении математических моделей износа инструмента. Простой пример такой системы показан на рис. 2.20.

Математическая модель износа во времени со(/) принимается за мо­дель управления и в одном из случаев механической обработки реза­нием может иметь вид

со(/) = В₀ + В_}( + £,

где Во и В\ —текущие значения износа во времени t в зонах приработ­ки и критической, систематические величины; Е — нормально распре­деленная случайная величина с математическим ожиданием, равным нулю, и со среднеквадратическим отклонением а².

В общем случае с лучшей аппроксимацией математическую мо­дель износа записывают в виде

со(0 = Во + B\t + В₂ ? + Е.

Оптимизация значений K_min, п и С в уравнении проводится по функции цепи со структурной схемой (рис. 2.20):

С - СУо + у ⁺ С') ⁺ Cot_B,

где Со — затраты на механическую обработку; С, — стоимость инстру­мента; to — основное технологическое время; t_c — время на замену ин­струмента; /_в — вспомогательное время.

Параметры, входящие в структурную схему (см. рис. 2.20), табули­рованы.

В структурной схеме (рис. 2.20, а) расчетные значения имеют вид