27. Методы исслед-я моделй производственных процессов и систем. Аналитические и имитационные методы.

Исторически первым сложился аналитический подход к исследованию систем, когда ЭВМ использовалась в качестве вычислителя по аналитическим зависимостям Анализ характеристик процессов функционирования больших сис-м с помощью только аналитических методов исследования наталкивается обычно на значительные трудности ,приводящие к необходимости существенного упрощения моделей ,либо на этапе их построения ,либо в процессе работы с моделью , что может привести к получению недостоверных результатов.

Поэтому в настоящее время наряду с построением аналитических моделей большое внимание уделяется задачам оценки характеристик больших систем на основе имитационных моделей ,реализованных на ЭВМ с высоким быстродействием и большим объемом оперативной памяти. Причем перспективность этого как метода исследования характеристик процесса функц-я больших сис-м возрастает с повышением быстродействия и оперативной памяти ЭВМ, с развитием математического обеспечения , соверш-я БД и периферийных устройств для орг-и диалоговых сис-м моделирования. Это в свою очередь приводит к появлению новых “чисто машинных” методов решения задач исследования больших сис-м на основе орг-и имитац-х эксперимиентов с их моделями. Причем ориентация на автоматизированные рабочие места на базе персон.ЭВМ

Для реализации экспериментов с имитационными моделями больших сис-м позволяет производить не только анализ их характеристик , но и решить задачи структурного , алгоритмического и параметрического синтеза таких сис-м при заданных критериях оценки эффективности и ограничениях. Достигнутые успехи в использовании средсив выч. Техники для целей моделирования часто создают иллюзию что применение совр. ЭВМ гарантирует возможность исследования сис-м любой сложности. При этом игнорируется тот факт ,что основу любой модели положено трудоемкое по затратам времени и материальных ресурсов предварительное изучение , имеющих место в объекте –оригинале. И от того ,на сколько детально изучены реальное явления, на сколько правильно проведена их формализация и алгоритмизация , зависит в конечном итоге успех модел-я конкретного объекта.

2828. Структура интегрированного гибкого автоматизированного производства

Системный подход к совершенствованию машиностр. предприятия в целом заключается в устранении традиционного разделения сфер произв-ва и его подготовки. Интегрированная автоматизация подразумевает объединение в единую с-му всех этапов проектир-я и изготов-я изделий, в то время как комплексная автоматизация охватывает только сферу пр-ва. Полный цикл пр-ва состоит из этапов и соответствующих им автоматиз-х подсистем исследования, проектир-я, технической и технол. подготовки пр-ва, изготов-я, контроля и складирования, объединенных в единую систему с помощью сети ЭВМ. ГАП должно обеспечивать гибкость и высокую эффективность всего производственного цикла : от проведения поисковых исследований до изготовления изделий. Такие задачи решаются комплексно в так называемых системах CAI/CAD/CAM. Полный сквозной цикл производства изделий в ГАП обеспечивается следующими основными взаимосвязанными системами: планирования; исследований; конструкторской подготовки произв-ва; технол. подготовки произ-ва; изготов-я продукции. Система планирования обеспечивает разработку и оптимизацию режимов производ-ой деятельности предприятия по выпуску требуемой номенклатуры и объема продукции. Система исследования обеспечивает поисковые исследования с целью определения оптимальной номенклатуры и характеристик выпускаемых изделий, а также выполняет функции центра моделирования производственной системы. Система конструкторской подготовки произв-ва обеспечивает проектирование выпускаемых изделий.

Система технол. подготовки произв-ва осуществляет разработку ТП изготов-я изделий, подготовку программ для оборуд-я с ЧПУ, разработку средств произв-ва (оборуд-я, оснастки, режущих и мерительных инструментов и др.), необходимых для выполнения разработанных ТП. Система изготов-я продукции обеспечивает все операции по реализации разработанных ТП. Эти задачи решаются с помощью ГПС. ГПС - это совок-ть в разных сочетаниях оборуд-я с ЧПУ, ГПМ, отдельных единиц технол. оборуд-я и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматиз-й переналадки при произв-ве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

ГПМ - единица технол. оборуд-я для произв-ва изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изгот-ем, имеющая возможность встраивания в ГПС.

Гибкий производственный участок, гибкая производственная линия - это совок-ть 2-х или более единиц основного технол. оборуд-я (ГПМ), объединенных автоматиз-й системой управления и транспортно-накопительными системами (для заготовок, полуфабрикатов, изделий, инструментов, оснастки, отходов), переналаживаемых на изгот-е изделий заданной номенклатуры в пределах технологических возможностей оборуд-я. Причем, в ГП-линиях организация движения потока изделий осущ-ся последовательно от модуля к модулю, в ГП-участках поток изделий может быть независимым.

Гибкий производственный цех - комплекс ГП-линий, ГП-участков, ГП-модулей, предназначенный для выполнения ТП и переналаживаемый на изделия заданной номенклатуры. Гибкий производственный завод - комплекс ГП-цехов, ГП-линий, ГП-учасков, ГП-модулей. Принято различать кратковременную и долговременную гибкость. Кратковременная гибкость позволяет быстро переналаживать оборуд-е на произв-во различной продукции в рамках действующей производственной программы.

Долговременная гибкость обеспечивает возможность переналадки на выполнение новых, заранее не предусмотренных технол. задач. Элементы интегрированной автоматизации воплощаются на современных предприятиях созданием: систем автоматиз-го проект-ия (САПР) изделий и технологий, автоматиз-х систем технол. подготовки пр-ва (АС ТПП), автоматиз-х систем управления ТП (АСУ ТП) и автоматиз-х с-м управления предприятием (АСУП). Каждая из указанных систем явл-ся человеко-машиой, в к-рой наиболее трудоемкие функции реализуются средствами вычислительной техники, а творческие функции – конструкторами, технологами и организаторами пр-ва, работающими на автоматизированных рабочих местах (АРМ).

С-мы автоматиз-го проект-я и управления начали развиваться обособлено, совершенствуя единый механизм произв-ва и его подготовки, к-рый определяется стандартами как система разработки и постановки продукции на произв-во (РПП). Однако эффективность обособленных мероприятий по интегрированной автоматизации часто оказывается значительно ниже прогнозируемых значений, в то время как эффективность интегрированных систем поднимается на новый уровень как за счет общей (а не частичной) оптимизации, так и за счет общности инфицированной и технич. базы. Общую цель интегрированной автоматизации и системы РПП можно определить как освоение в кратчайшие сроки новой продукции до необходимого уровня произв-ва при соблюдении заданных параметров кач-ва и ограничений по экономическим показателям, мощности проектных и производ-ых подразделений. Эта цель, обусловленная необходимостью обеспечения темпов технич. прогресса, по-своему актуальна при любой серийности произв-ва. Внедрение автоматизации в первую очередь в массовое и крупносерийное произв-во объяснялось прежде всего тем, что затраты на создание специального и специализированного дорогостоящего оборуд-я оправдывались только при изготовлении больших партий машин и приборов. При интенсивном развитии техники и совершенствовании технологии доля массового и крупносерийного производств непрерывно снижается вследствие необходимости частой замены изделий усовершенствованными моделями. Поэтому при автоматизации этих произв-в необходимо обеспечивать возможность быстрой их переналадки для перехода на изготов-е нового вида продукции. Особенно актуальна и сложна рассматриваемая проблема применительно к многономенклатурному производству.

29. Основные принципы создания систем автоматиз-го проект-я. САПР-комплекс средств автоматизации проект-я, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов, выполняющих автоматиз-ое проект-е. САПР объединяет технич. ср-ва, математич-е и программ-е обеспечение, параметры и хар-ки к-рых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проект-я и конструирования. Для создания САПР необходимы:- Совершенствование проект-я на основе применения матем методов и средств вычисл-ой техники; - Автом-ия процесса поиска, обработки и выдачи инф-ии; - Исп-ие методов оптимизации и многовариантного проект-я; применение эффективных матем-х моделей проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов; - Создание банков данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, необходимые для автом-го проект-я обьектов;

- Повышение кач-ва оформления проект-ой документации;

- Увелич-е творческой доли труда проектировщиков за счет автом-ии нетворческих работ; - Унификация и стандартизация методов проект-я; - Подготовка и переподготовка специалистов в области САПР; - Взаимодействие проектных подразделений с автом-ыми системами различного уровня и назначения.

Основная функция САПР-выполнение автом-го проек-я на всех или отдельных стадиях проек-я объектов и их составных частей. При создании САПР руководствуются принципами:

1. Принцип системного единства (ед-ство терминов, систем классификации и кодирования, информац-ой базы, технич. базы и средств программ-я) 2. Принцип адаптации (возможность настройки САПР в различных условиях - основной принцип) 3. Принцип развития (возможность совершенствования и дополнения САПР) 4. Принцип комплектности (интегрирование, взаимодействие) 5. Принцип совместимости (возможность совместимости с другими системами) 6. Принцип унификации (САПР должна создаваться из унифицированных модулей - отсюда возможность совершенствования) Принцип типизации ориентирует на приимущест-е создание и исп-ие типовых эл-ов САПР.

30. Методология автоматиз-го проект-я машиностроительных конструкций и ТП.

Должно обесп-ть возм-ть эффект-го испол-я как предшеств-го опыта проек-я, так и осущ-е проект-я оригинальных конструкции и ТП.Схема процесса проектирования в интегрированной САПР

31. Классификация методов автоматиз-го проект-я машиностр-х конструкций и ТП

2 группы методов: адресации (поисковые), синтеза (генерирующие). Метод адресации основан на принципе унификации и заимствования готовых решений. 1. Полного заимст-ия – решение создано ранее и задача – найти его. 2. Заим-я с параметрической настройкой – создаваемое решение отличается от ранее созданного параметрами и полностью совпадает по структуре (размерными, моделями оборудования).Задача- в настр-ке знач-й парамет-в унифиц-го объекта-аналога. 3. Заим-ия со структурной и параметр-кой настройкой – создав-ое решение отлич-ся от ранее созданного структурой (кол-вом и содержанием операций) и параметрами (размерными).Задача- в изменении структуры реш-я аналога путем исключения из него отдел-х фрагментов(элементов) и в настройке знач-й парам-в.

Метод синтеза основан на принципе создания решения (конструкции или ТП) из отдельных, более простых состав-их (фрагментов, элементов). В этом случае аналоги отсутствуют.Испол-т когда отсут-т решения-аналоги для созд-я объекта в целом.Испол-т для созд-я унифиц-х реш-й. 1.Синтез с испол-ем фрагментов-если имеются ранее созде унифиц-е фрагменты решений. Фрагмент – совок-ть нескольких примитивов.Фраг.испол-т как отдельный модуль. 2.Синтез с испол-ем элементов – создание решений с помощью примитивов (простейших элементов: отрезков, дуг, окружн, операций, переходов). 3.Чистый синтез – создание решений с помощью логических правил и аналитических зависимостей м/у входными и выходными данными.

Исход. дан.: для конструкций – техн-е задание, для ТП – рабочий чертеж изделия. Ограничения – габаритные, по массе, стоимостные, технол-кие возможности предприятия. Проектные решения – полученные конструкции изделий, разраб-ные ТП. Метод сложен, т.к. сложна формализация связей, поэтому испол-ся при создании узкоспециализированных САПР.

32. Классификация и кодирование объектов машиностр-го пр-ва при автоматиз-ом проек-и. Имеются разные с/мы классификации: они осущ идентификацию всех объектов проектирования. Сущ. 3 осн. группы: 1) основанная на констр-х хар-ках объектов; 2) осн на технол-х хар-ках объектов; 3) комплексные с/мы клас-ии. Конструкторские хар-ки: -функциональное назн-е объекта; -хар-ки формы объекта; основные размерные хар-ки объекта (практически во всех СКК -габариты или соотношение р-ров: длины вала к его O). В России введен классификатор ЕСКД. Технол-е хар-ки: -основные р-рные хар-ки или их соотношения; -материал (чаще всего группа материалов); -вид детали по технол-ому методу изг-я (питьем,штамповкой, мех. обр-кой); -хар-ки точности (квалитет, степень точности); -качество поверхностного слоя; -масса. В России введен технологич. классификатор деталей машиностр-я и приборостр-я. 3 основные задачи классификации: 1. Унификация и стандартизация машиностр-го пр-ва; 2. Применение кодов при автоматиз-ом проект-ии конструкций; 3. Обеспечение обмена констр-й, технол-й и др. информацией. Структура обозначения по классификатору ЕСКД по ГОСТ 2201-80: хххх хххххх ххх: первые 4 - код организации разработчика, вторые 6 - код классификационной хар-ки по ЕСКД, последние 3 - порядковый регистрационный номер. Принцип обозначения кода заключается в фильтрации. Структура кода классификационной хар-ки ЕСКД: хх х х х х: первые 2 - класс, 1-подкласс, 1-группа, 1-подгруппа. 1-вид. Существует 76 классов. Для машиностр-я исп. 6 классов. Детали машиностр-я - классы 71-76. Каждый класс делится на 10 подклассов, каждый подкласс- на 10 групп и т. д. 71-72 -детали тела вр-я, 73-74-детали не тела вр-я, 75 - детали тела и не тела вр-я, 76 - детали оснастки и инструментов. В наст время разработана с/ма автоматиз-й классификации. Классификатор ЕСКД удовлетворяет полностью только лишь при поиске констр-х решений, и он недостаточен для подходящих технол-х решений. Классификатор ЕСКД был дополнен технол-им классификатором (ТК). Он включает 14 знаков: хххххх хххххххх: первые 6 - код основных признаков, вторые 8 - код, характеризующий вид детали по технол-ому методу изг-я. Код основных (характеристик) признаков имеет следующую стр-ру: ххх хх х первые 3 - размерная хар-ка, вторые 2 - группа материалов, последний 1 - вид детали по технол-ому методу изг-я. Последний символ определяет зн-е последующих 8 символов. Стр-ра дополнительного кода для деталей, изготовленных мех обработкой: хх хх х х х х: первые 2 - вид исходной заготовки, вторые 2 - квалитет, третий 1 - параметр (класс) шероховатости, 1 - степень точности, 1 - вид доп обр-ки, 1 - хар-ка массы. Полный конструкторский технол-й код включает 27 знаков. Основное достоинство такого кодирования в том, что каждая деталь будет иметь свой оригинальный код.

33. Способы автоматиз-го создания графич-х изобр-й в САПР. Сущ. 3 осн способа построения граф изобр-й: 1. Граф редактир-е: основа этого способа - граф редактор (программа, позволяющая создавать и манипулировать изобр-ем). Каждое изобр-е - файл с оригинальным кодом или именем. Осущ-ся синтез из элементов и фрагментов. Эл-ты - граф примитивы, к-рые разд-ся на двухмерные (точка, отрезок, окружность, дуга, эллипс...) и трехмерные (базовые в граф редакторе: все двухмерные, полилиния в трехмерном пространстве, пов-ть и тело вр-я, пов-ть и тело переноса, пов-ть в виде сети, пов-ть трехмерных тел и трехмерные тела); Фрагменты (блоки или сегменты) - группы примитивов, объед-ые в 1 составной объект, имеющий оригинальное имя и т.д.; 2. Граф программ-е - для создания граф изобр-ий однотипных объектов (крепежные изд-я, зубчатые колеса). Для создания проги необходим унифиц образ детали, кот опр-ся на осн-ии анализа всех совокупных объектов; после этого разраб-ся прога на языке прогр-я. Для исп-я этого метода: 1) провести анализ и группирование интересующих объектов, 2) для каждой группы разработать униф граф изобр-е, 3) разработать алгоритм проги, 4) разработать, отладить, протестировать прогу. Язык прогр-я - чаще всего C++; 3. Способ параметризации - основан на параметрической модели (ПМ отличается от обычной тем, что в ней хранится инф-я не только о расположении и характеристиках граф изоб-ий, но и о взаимосвязях (параллельность, верпен-ть, равенство, концентричность, коллинеарность) и ограничениях м/у элементами граф из-я.) Если есть такие зав-ти, то ред-е одного параметра из-я влечет за собой соотв изм-е др параметров. Необходимо различать ассоциативные объекты - кот при построении привязываются к базовым объектам: р-ры, техн из-я, штриховки. Ограничения, кот уст-ся в ПМ: постоянная, диапазон изм-я параметров, горизонтальность, совпадение точек. Рекомендации: Параметризовать можно лишь размерные параметры, но не топологию; на практике чаще параметрический чертеж исп-ся как прототип; нет смысла параметр-ть сложные из-я и сборки. Преобр-е ПМ в обычную осущ-ся удалением ограничений.

34. Создание граф. изображений в САПР способом граф ред-я.

Основа этого способа - граф редактор (программа, позволяющая создавать и манипулировать изобр-ем). Каждое изобр-е - файл с оригинальным кодом или именем. Обозн-е из-я опр имя файла; обоз-е в соотв-ии с с/мой обозн-я, принятой на предприятии. В граф ред-ре почти повторяется ручное вычерчивание, поэтому его наз электронным кульманом. Осущ-ся синтез из элементов и фрагментов. Эл-ты - граф примитивы, которые разд-ся на двухмерные (точка, отрезок, окружность, дуга, эллипс...) и трехмерные (базовые в граф редакторе: все двухмерные, полилиния в трехмерном пространстве, пов-ть и тело вр-я, пов-ть и тело переноса, пов-ть в виде сети, пов-ть трехмерных тел и трехмерные тела: параллелепипед, конус, n/сфера, пирамида, шар, клин). Фрагменты (блоки или сегменты) - группы примитивов, объед-ые в 1 составной объект, имеющий оригинальное имя. Ср-во вз-я проектировщика с граф ред-ром -дружественный интерфейс. Способы зад-я команд в граф ред-ре: с клавы, с пом мыши. Выбор с/мы коорд: 1. Абсолютная (мировая) - не может изм-ся; 2. Локальная (пользовательская) - можно созд-ть в любой чертежа. Ввод точек: в абс, отн, полярных коорд-тах. Точки: вспом.; элементы чертежа. Ввод всп линий: пиктограммы (верт, гориз, парап, касат...). Ввод отрезков: аналогичен вводу всп линий, но необходимо выбрать стиль отрезка. Ввод окр-тей, ввод дуг окр-тей, ввод эллипсов, ввод ломаной, штриховки, постр-е фасок, скруглений, многоугольников. Упр-е граф из-ем: ув-е рамкой, +, -, плавное изм-е масштаба, сдвиг, из-е в р-р экрана. Уд-е объектов(DEL_, усечение и др). Исп-е привязок: привязка служит для точной уст-ки курсора в характерной точку граф примитива с помощью мыши. Привязки бывают глобальные (действует по умолчанию в теч-е всего процесса проектирования). Пр-ки: ближ точка, пересечение, середина отрезка, касат, центр, угловая, по сетке, выр-е, т на кривой. Ред-е граф из-я - основной способ созд-я граф из-ий. Операции: сдвиг, поворот, масшт-е, симметрия, копия (просто копия, вдоль кривой, по сетке, по конц кривой), деформация (линейная, угловая), деф-я масштабированием, разбиение примитивов, усечь кривую, выровнять по границе, построение эквидистанты, очистить область. Изм-я и расчеты: опр-ся расст-е (м/у 2-мя точками, от т до кривой, м/у 2-мя кривыми, длина кривой), углы (м/у двумя кривыми), площади, объемы, масса, моменты инерции, моменты сопротивления, вычисление массо-центровочных хар-к: МЦХ. Ввод объектов оформления: текст, постр-е таблиц, ввод линейных р-ров, ввод тех обозначений (шероховатость, база, линия-выноска, обозн-е позиции, линия разреза и напр-е взгляда). Макроэл-ты - объед-е нескольких граф элементов в 1 объект. Исп-ся для станд из-я - обозн-я в схемах. Когда необходимо, каждый эл-т можно разрушить. Фрагменты - граф из-я, которые не оформ-ся в виде чертежей. Чаще всего исп-ся для созд-я собств библиотеки типовых наиболее часто исп-ых из-ий. Созд-е спец-ий: 2 способа: 1) связь м/у объектом сп-ии и соотв объектом чертежа отсутствует (сп-я созд-ся как лист чертежа); 2) связь сущ. Настройки в граф ред-ре: настр-ка новых документов, параметры тек. листа, параметры тек. окна.