книги из ГПНТБ / Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства

и программ решения, т. е. к большим капитальным затратам. В то же время область применения алгоритмов и программ ос­ тается весьма узкой. Это можно видеть на примере некоторых внедренных систем автоматизированного проектирования техно­ логических процессов (систем АПТ). Большинство таких систем носят локальный характер, между ними отсутствует преемствен­ ность в системах кодирования, алгоритмах и программах, что не позволяет стыковать их между собой, в то же время затраты на их создание велики, причем много усилий тратится на дублиро­ вание уже готовых решений. Поэтому экономический эффект от внедрения этих систем пока невелик.

В соответствии с этим, разрабатывая АСТПП, следует стре­ миться к большей универсализации системы, чтобы ее в той или иной мере можно было использовать на различных по характеру и номенклатуре выпускаемой продукции предприятиях. Систему нужно строить таким образом, чтобы применяемые в ней методы, информационные языки, математическое обеспечение и техниче­ ские средства выполнялись бы на уровне стандартов и были унифицированы. Она должна иметь иерархическую и модульную структуру, причем надежно функционировать при любом соче­ тании и добавлении новых модулей. Подсистемы АСТПП следует ориентировать на работу как в составе всей системы, так и авто­ номно. Естественно, что методы проектирования, программы и технические средства, применяемые в системе, должны соответ­ ствовать новейшим достижениям науки и техники. Для созда­ ния АСТПП, удовлетворяющей указанным требованиям, необ­ ходимы единый подход и четкая координация между разработ­ чиками. Большую роль в этом должна сыграть Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП) и особенно та часть ее стандартов, которая относится к АСТПП.

Как и для АСУП, основными средствами реализации функций АСТПП, являются информационное и математическое обеспече­ ние, технические средства. Информационное обеспечение АСТПП включает в себя информационную базу и комплекс систем коди­ рования для описания объектов, с которыми система оперирует. Информационная база системы — это совокупность массивов, в которых зафиксирована информация об охватываемых ею объ­ ектах. В качестве материального носителя информации высту­ пают техническая документация, перфокарты и , перфоленты, магнитные ленты и диски.

Математическое обеспечение системы делится на общее и специальное (включая обеспечение специальных технических средств). Общее математическое обеспечение составляют: алго­ ритмические языки и автокоды (ФОРТРАН, КОБОЛ, АЛГОЛ, PL/I, ССК, автокод «Инженер» и т. д.), машинный язык ЭВМ, на которую ориентируется система; трансляторы алгоритмических языков, т. е. программы-переводчики, при помощи которых за­ пись на алгоритмическом языке может быть автоматически пере-

50

работана в машинную программу; набор стандартных программ, включая служебные, входящие в стандартное математическое обеспечение ЭВМ. К специальному математическому обеспече­ нию можно отнести программы-трансляторы для перевода с внеш­ него описания объекта на внутренний, программы управления и стыковки подсистем ТПП, управляющие программы отдельных подсистем и программы решения конкретных технологических задач.

Технические средства АСТПП, кроме ЭВМ, используемых в составе АСУП (типа «Минск-32» или машин Единой системы ЭВМ), составляют: специализированные машины и комплект счетно-перфорационного оборудования; устройства подготовки, сбора и передачи данных, чертежные автоматы, графопострои­ тели и электронные устройства оперативного отображения дан­ ных типа «световое перо».

Состав технической системы сбора и передачи информации зависит от выбранного варианта подготовки данных. Известны три основных варианта: 1) создание документа одновременно с перфоносителем и последующая передача информации в вы­ числительный центр (ВЦ); 2) создание документа с одновремен­ ной передачей информации в ВЦ, где она вводится сразу в ЭВМ или фиксируется на перфоносителе; 3) ввод документов непосред­ ственно в ЭВМ. В первом варианте для сбора информации исполь­ зуют устройства подготовки данных типа УРИ-2М, УРИ-4, РП-100, ВА-345, «Рута-901», «ЭПРА» и т. д. Во втором варианте приме­ няют установки дистанционного сбора типа ЦУ «Донецк-1», ЦУ

«ВВОД-1м», Р-901.

Передача информации в ВЦ осуществляется по каналам теле­ графной или телефонной связи, либо по каналам непосредственной связи с ЭВМ. В первом случае могут быть использованы устрой­

Р-903; высокоскоростные — «Аккорд-СС». Во втором случае можно применить НПИ, ВВРП, телетайпы, Р-902 и т. д.

В специальные технические средства АСТПП входят устрой­ ства подготовки данных типа «Автокодировщик», чертежно-гра­ фические автоматы типа «ИТЭКАН» и т. п. Кроме того, к ним же можно отнести электронные устройства типа «световое перо». Для эффективного использования указанных специальных тех­ нических средств необходимо сложное и специфичное математи­ ческое обеспечение.

Выше были рассмотрены структурные схемы отдельных си­

влиять методы представления и o6pa6oYKH информации. Тесно связанной со структурной является информационная модель,

в которой фиксируются информационные потоки между отдель­ ными элементами системы. Пример информационной модели на уровне систем технологической подготовки группового произ­ водства показан на схеме 8.

Информационная модель может быть составлена для каждого элемента структурной схемы. Необходимо отметить, что при реше­ нии любой задачи приходится использовать информацию трех типов: текущую, нормативную и правила решения задачи (ал­ горитмы и программы). Нормативная информация (ее часто назы­ вают условно-постоянной) отличается от текущей тем, что она остается неизменной независимо от того, сколько раз решается задача. Корректировка нормативной информации не является решением задачи, ее проводят обычно с целью повышения ка­ чества решения или для расширения области использования задачи.

Логическая связь между отдельными элементами структурной схемы раскрывается при помощи функциональных моделей, оформляемых в виде функциональных схем. Такая схема на уровне систем ТПП была показана выше. Необходимо отметить, что каждая подсистема ТПП может быть представлена как система обработки информации, состоящая из блоков формирования данных, обработки информации, контроля и анализа результа­ тов. От блока анализа результатов идет обратная связь к блоку формирования данных, так как он при необходимости обеспечи­ вает корректировку нормативных данных, алгоритмов и про­ грамм. Наличие обратной связи является важным условием нормальной эксплуатации АСТПП. Пример функциональной схемы системы принятия технологических решений показан на схеме 9.

Функциональные схемы на уровне подсистем являются весьма разнообразными и определяются в основном конкретными алго­ ритмами решаемых задач, однако для автономных подсистем общая функциональная схема такая же, как и для систем. При­ меры функциональных схем для подсистем ТПП, связанных автоматическим проектированием технологических процессов, при­ ведены в гл. VI.

Организационная структура АСТПП может быть представ­ лена в виде модели, в которой указаны производственные подраз­ деления, входящие в систему, и связи между ними. Один из возможных вариантов организационной модели приведен на схеме 10. В данном'случае предполагается, что подготовка теку­ щих данных осуществляется децентрализованно (в подразделениях) и что информационно-поисковая система реализована при по­ мощи ЭВМ.

Классификация АСТПП. Для удобства анализа проведем клас­ сификацию этих систем, использовав в качестве классифика­ ционных признаков следующие: отрасль промышленности, где используется АСТПП; серийность производства; степень автома­ тизации; область применения. Классификация по первым двум

52

Схема 8

Информационная модель технологическое подготовки группового производства

53

Схема 9

Функциональная схема принятия технологических решений

признакам достаточно ясна. При классификации систем по тре­ тьему признаку учитывается степень автоматизации процессов обработки и поиска информации, ввода и вывода данных. Здесь можно выделить системы с ручной, механизированной (при по­ мощи комплекса счетно-перфорационных машин) или автомати­ ческой (при помощи ЭВМ) обработкой информации. В последнем случае она может осуществляться автономно, т. е. независимо от человека, либо в режиме диалога «человек-машина». Алгоритмы при автоматической обработке информации можно условно раз­ делить на жесткие, обучающиеся и самообучающиеся. В первом случае алгоритмы разрабатывают и корректируют вручную, во втором и третьем — эти процессы должны быть в той или иной степени автоматизированы. В настоящее время методы обучения и самообучения ЭВМ только разрабатываются.

Ввод данных может быть ручным, механизированным и авто­ матизированным. Для первого случая характерно то, что перфо-

64

Схема 10

Организационная модель АСТПП Архив

рация документа проводится после его создания. При механизи­ рованном вводе информация заносится на перфоноситель одно­ временно с созданием документа. При автоматизированном вводе документ вводится в читающее устройство ЭВМ.

Автоматический вывод информации возможен в трех формах: таблично-текстовой (на АЦПУ), графической (на чертежно-гра­ фических автоматах) и на перфоносителе (для станков с про­ граммным управлением). В наиболее автоматизированных си­ стемах возможен вывод информации во всех трех указанных формах.

Классификация АСТПП по областям применения учитывает такие признаки, как вид производства (литейное, механообраба­ тывающее, холодноштамповочное, гальваническое, сборочное и т. д.), группы оборудования, классы и подклассы деталей, охва-

65

Глава II

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЯЗЫКОВ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ О ДЕТАЛЯХ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ АНАЛИЗА ПРОИЗВОДСТВА

При организации группового производства задачи, связанные с анализом обрабатываемых деталей, оснастки, оборудования, технологических процессов, с проектированием производственных подразделений, чрезвычайно трудоемки. Их эффективное решение возможно только с применением средств вычислительной техники. Для таких задач характерны их относительная самостоятельность

имногообразие, большой объем исходных данных, однократность

инеобходимость быстрого нахождения решения, простота вычи­ слительных формул и специфичность вычислительных операций.

Так как автоматизация проектирования технологических про­ цессов в отличие от указанных задач сопряжена с применением более сложных алгоритмов, преобладанием логической части над вычислительной и другим составом исходных данных, прихо­ дится использовать разные системы кодирования деталей. Если для автоматизированного проектирования технологических про­ цессов необходимо как можно более полное описание детали и, следовательно, сложной системы кодирования, то, например, для группирования деталей с целью создания унифицированной технологии их обработки и организации подетально специали­ зированных производственных подразделений необходимо' лишь их укрупненное описание, основанное на использовании класси­ фикационных шифров. В то же время на предприятии желательно иметь одну систему кодирования. Ввиду того, что в настоящее время автоматизация проектирования носит ограниченный ха­ рактер, целесообразно для анализа всей номенклатуры изделий применять специальную систему кодирования, а полное кодиро­ вание осуществлять только для новых деталей, идущих на авто­ матическое проектирование технологических процессов. В послед­ нем случае в системе полного кодирования необходимо учесть специальные классификационные шифры. Следовательно, на пред­ приятии могут существовать несколько систем кодирования, увя­ занных между собой и отличающихся лишь степенью подроб­ ности описания деталей.

57

Рассмотрим системы кодирования по ббобщенным признакам. Основой в них является классификатор деталей, при помощи которого присваивают необходимые шифры. В последние годы было разработано большое количество заводских и отраслевых классификаторов. Среди них наиболее удачными следует признать классификаторы ВПТИтяжмаша.

Среди зарубежных наибольшую известность получили клас­ сификаторы фирмы Бриш (Англия), проф. Опитца (ФРГ), Бел­ градского института станков и инструментов. Необходимо отме­ тить, что за последние годы наметилась тенденция к переходу от классификации по функциональному назначению к классифика­ ции по форме деталей. Это нашло свое отражение при создании классификатора деталей в составе «Общесоюзного классификатора промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП) [3,9]. Дальнейшее развитие работ в этом направлении привело к ис­ пользованию счетно-перфорационных машин и созданию соот­ ветствующих методик.

В разработанных методиках классификацию и группирование осуществляют как по конструктивным признакам детали (конфи­ гурации, размерам), так и по технологическим (маршрутам и операциям обработки, оснастке и т. д.). В ряде стран получили распространение системы классификации деталей, предусматри­ вающие подробное кодирование данных чертежа вплоть до каж­ дого элемента и его размеров. Такие системы, хотя и являются более громоздкими, позволяют подробно анализировать состав производства и проводить «тонкое» группирование деталей с целью разработки групповых технологических процессов.

В СССР методика классификации такого рода разработана проф. С. П. Митрофановым [14]. Ее характерной особенностью является кодирование и занесение в перфокарту относительно большого числа конструктивных параметров изделий, что позво­ ляет формировать необходимые конструктивные шифры, по кото­ рым можно легко проводить любую машинную систематизацию деталей.

Таким образом, условно можно выделить три уровня подроб­ ности при описании деталей: при помощи существующих класси­ фикаторов; путем набора обобщенных конструктивно-технологи­ ческих признаков деталей (он зависит от решаемой задачи); на основе полного описания деталей, позволяющего воспроизвести ее чертеж. Существует много промежуточных систем кодирования, однако это деление соответствует группам задач, решаемых при технологической подготовке мелкосерийного производства. Рассмотрим описание деталей первого и второго уровней под­ робности.

В соответствии с Единой системой конструкторской доку­ ментации (ЕСКД) вместо предметной и обезличенной системы обозначения чертежей основного производства в будущем чертежи предполагается нумеровать, используя шифры ОКП,

58

являющегося составной частью Единой союзной системы ин­ формационного обеспечения АСУП. Номер чертежа детали по новой системе состоит из 14 знаков (X— обозначение знака):

ХХХХ — индекс предприятия-разработчика; XX ХХХХ— выс­ шая классификационная группировка ОКП; ХХХХ — реги­ страционный номер. Высшая классификационная группировка ОКП строится по иерархическому принципу, и ее классифика­

меры некоторых групп по ОКП для деталей типа тел вращения приведены в табл. 3.

Для деталей общемашиностроительного назначения выделено два класса: класс 40 «Детали — тела вращения» и класс 50 «Де­ тали— кроме тел вращения» [9]. Для группирования по кон­ структивной однородности необходимы еще такие признаки, как габарит детали и ее материал. При кодировании этих признаков удобно воспользоваться соответствующими кодами, предусмо­ тренными в «Технологическом классификаторе деталей машино­ строения и приборостроения» [231: XXX — размерная харак­ теристика; XX — группа материала. Эти пять разрядов состав­ ляют основные признаки технологической классификации дета­ лей (схема 11). Группа материала является обобщенным призна­ ком и определяется при помощи кодировочной табл. 4. Размерная характеристика также представляет собой обобщенный признак, кодирование которого зависит от ОКП. Например, для деталей, изготовляемых из листа, коды размерной характеристики запи­ сывают по табл. 5.

Чтобы механизировать обработку по указанным признакам, необходимо, как это рекомендуется в работе [14], разработать схему расположения информации в перфокарте (макет перфо­ карты) и форму документа (кодировочную ведомость), в которую будет заноситься необходимая информация. Один из возможных макетов представлен в табл. 6. По кодировочной ведомости (табл. 7) в ВЦ предприятия набиваются перфокарты по макету 01. Правила заполнения кодировочных ведомостей следующие. Каж­ дому изделию присваивают трехзначный цифровой шифр, который вносят в вертикальные графы 6—8 кодировочной ведомости. Предприятию или КБ присваивают двухзначный цифровой шифр, который заносят в графы 9—10. Для шифровки предприятий, входящих в производственные объединения, и КБ, являющихся владельцами подлинников чертежей, создается временный клас­ сификатор, который впоследствии подлежит замене на соответ­ ствующий классификатор в составе ЕСКД. В графы 11—12 про­ ставляют номер класса по ОКП. Основное обозначение чертежа вносят в ведомость в следующем порядке.

При обозначении чертежа по МН СЧХ — его номер в графы 13—19. Код, учитывающий дополнительные признаки (тропиче­ ское исполнение и др.), — в графу 20. Кодировочную таблицу

59