44. Синтез состава и структуры операций
Задача данного уровня декомпозиции проектирования состоит в том, чтобы определить оптимальную последовательность переходов, рациональную форму, окончательные и промежуточные размеры заготовки.
Для технологической операции, не говоря уже о технологическом процессе в целом, характерна многовариантность, которая предполагает существование оптимального решения. Поиск (синтез) оптимальной операции включает в себя две задачи:
Структурную оптимизацию – создание оптимальной структуры операции (элементов системы СПИД, порядка выполнения переходов).
Параметрическую оптимизацию – определение оптимальных параметров (припусков и межпереходных размеров, режимов резания).
Об оптимизации ТП будем говорить далее. Здесь коротко. В основе решения задач структурной оптимизации заложен перебор конечного множества вариантов, состоящий из трех этапов:
Собственно синтез очередного варианта.
Анализ (оценка) варианта.
Принятие решения о замене ранее выбранного варианта на новый вариант или о прекращении синтеза новых вариантов.
Для оценки уровня создаваемых вариантов вводится целевая функция, выражающая качество варианта. Она формируется на основе критерия оптимальности, в качестве которого могут выступать:
технологическая себестоимость детали (операции);
производительность операции и т.д.
В связи с тем, что рассчитать значение целевой функции можно только после того, как будет полностью синтезирована структура операции и выполнена ее параметрическая оптимизация, поиск оптимального варианта структуры методом перебора требует значительных затрат машинного времени. Поэтому на каждом шаге вводятся косвенные или эвристические (основанные на предыдущем опыте проектирования) критерии. Руководствуясь ими, отбрасываются малоэффективные варианты. В итоге, на заключительном этапе (шаге) проектирования анализируются лишь несколько наиболее рациональных вариантов, среди которых и выбирается оптимальный вариант.
Содержание отдельных шагов, на которые расчленяется синтез операции, реализуется независимыми программными модулями. Взаимодействие модулей организуется в рамках итерационного алгоритма, многократно обращающегося к одним и тем же шагам в ходе улучшения первоначальной структуры. Количество вариантов структуры при использовании такого алгоритма существенно меньше, чем при полном переборе, но нет гарантии получения наилучшего решения.
Примеры шагов такого алгоритма:
выбор вариантов технологических баз и схемы базирования (одна из трудноформализуемых процедур, выполняется, как правило, в диалоговом режиме);
определение последовательности обработки поверхностей и т.д.
45. Оптимизация тп в сапр тп
При постановке задачи проектирования необходимо учитывать многовариатность процесса. Наличие варианта приводит к выбору наилучшего процесса, обеспечивающего наиболее выгодное производство в заданных условиях, такой ТП называется оптимальным. Постановка задач проектирования оптимального ТП является основой в начале проектирования. ТП является оптимальным, если он обеспечивает:
1) Выполнение системы огранияений наложенных условием протекания ТП в зависимости от требований предъявляемых к нему и к чертежу детали.
2) Экстремум целевой функции. ТП оптимальный по одному критерию, может не является не оптимальным по другому. Например, max производительность может не соответствовать min значениям себестоимости.
Основные задачи решаются с учетом критериев. В качестве критериев можно выбрать следующие параметры:
1) Штучное время,
целевая функция
2) Производительность.
Целевая функция
3) Себестоимость.
Целевая функция
В целевом для постановки задац необходимую стремиться к формированию модели обработки и ТП для последующей оптимизации. Математическая модель должна включать критерии оптимальности, целевую функцию, систему ограничений, четко выявленные внутренние входные и выходные параметры. Входные варьированные влияют на выходные с учетом внутренних.
При оптимизации необходимо определить методы решения задач. Различают 3 вида оптимизации:
1) Структурная оптимизация – это определение параметров оптимальной структуры (выбор заготовки, вид технологического процесса, модель обор-я, типоразмер инструмента и т.д.)
2) Параметрическая оптимизация заключается в расчете оптимальных припусков и межпереходных размеров режимов резания.
3) Структурно-параметрическая, представляет собой комбинацию 2-х методов.