- •Раздел 1. Теоретические основы технологии производства летательных аппаратов. Глава 1. Особенности самолетостроения. §1. Особенности летательного аппарата как объекта производства.
- •§2. Структура предприятия, его производственный процесс, объем и программа выпуска самолетов.
- •§3. Понятие о технологии самолетостроения и технологическом процессе.
- •§4. Типы производства.
- •Глава 2. Технологические методы обеспечения качества самолета как объекта производства и эксплуатации. §1. Понятие и эволюция «качества продукции». Управление качеством.
- •§2. Показатели качества.
- •§3. Структура процесса формирования качества изделия.
- •Стоимость устранения несоответствия
- •Эксплуатация изделия.
- •Утилизация изделия. §4. Источники получения корректирующей информации.
- •§5. Технологические методы обеспечения заданного ресурса.
- •§6. Технологические методы создания конструкций минимальной массы.
- •§7. Общие принципы обеспечения заданной точности изготовления и сборки изделий. Взаимозаменяемость и точность изготовления как показатели качества.
- •Точность увязки размеров между собой.
- •Методы увязки размеров.
- •Базы изделий и их роль в обеспечении заданной точности.
- •Группы размеров ла, требующих согласования (которые необходимо увязывать)
- •§8. Плазово-шаблонный метод увязки (пшм) заготовительной и сборочной оснастки.
- •Теоретические плазы.
- •Основные шаблоны и конструктивные плазы.
- •Производственные шаблоны
- •§9. Основные методы технического контроля качества. Значение технического контроля в обеспечении высокого качества.
- •Виды технического контроля.
- •Ким (Контрольно-Измерительные Машины)
- •Глава 3. Экономическая эффективность технологических процессов.
- •§1. Технологические методы повышения производительности труда.
- •Условия обеспечения максимальной производительности труда.
- •§2. Технологические методы снижения себестоимости продукции.
- •Технологическая себестоимость
- •Технологические методы снижения технологической себестоимости.
- •Глава 4. Основные направление механизации и автоматизации технологических процессов.
- •§1. Системы организации производства.
- •§2. Автоматизированное производство.
- •§2. Используемые сплавы. Алюминиевые сплавы
- •Титановые сплавы
- •Высокопрочные сплавы
- •Интерметаллидные сплавы
- •Композиционные материалы
- •Покрытия
- •§3. Характерные полуфабрикаты и заготовки, используемые при изготовлении деталей ла.
- •§4. Классификация технологических процессов. Заготовительно-обработочные процессы.
- •Глава 6. Процессы формообразования разделением полуфабриката а удалением лишнего материала. §1. Классификация процессов и припуски на обработку.
- •§2. Механические процессы.
- •Резка ножницами и штампами.
- •Обработка резанием.
- •1) Корпус хона; 2) абразивный брусок; 3) деталь.
- •§3. Электрические процессы.
- •§4. Электрохимические процессы.
- •§5. Химические процессы.
- •§6. Акустические процессы.
- •Глава 7. Процессы формообразования холодным деформированием.
- •§1. Листовая штамповка.
- •Обтяжка
- •Вытяжка
- •Рельефная формовка
- •Глава 8. Технологическая оснастка для изготовления деталей.
- •Базирующие элементы:
- •§1. Методика проектирования технологических процессов.
- •§2. Проектирование специальных станочных приспособлений.
- •§3. Проектирование заготовительно-штамповочной оснастки.
- •§4. Проектирование технологических процессов.
- •§5. Современные тенденции в области проектирования процессов изготовления деталей.
- •§6. Комплексный метод проектирования технологических процессов.
- •Раздел 3. Сборочные процессы. Глава 9. Основные понятия технологии сборки летательных аппаратов.
- •§1. Технологическая характеристика процессов сборки
- •§2. Требования к точности обводов агрегатов и их взаимному положению.
- •§3. Схемы сборочных процессов.
- •§4. Взаимосвязь конструкции и технологии.
- •§5. Пути повышения эффективности сборочных процессов
- •§6. Методы сборки и сборочные базы.
- •Сборочные базы при сборке в приспособлениях.
- •Сборка по базе «поверхность каркаса».
- •Сборка в приспособлении с базой «наружная поверхность обшивки».
- •Сборка в приспособлении с базой «внутренняя поверхность обшивки».
- •Сборка с базированием по координатно-фиксирующим отверстиям (кфо).
- •Сборка с пригонкой по месту.
- •Современные технологии агрегатно-сборочного производства.
- •Сущность метода бесплазовой увязки размеров.
- •Электронное описание – основа бесплазовой увязки размеров.
- •Преимущества и недостатки различных методов сборки.
- •Глава 10. Конструктивно-технологическая характеристика соединений, применяемых в конструкциях самолетов. Виды и технологические характеристики соединений
- •Обобщенная схема технологических процессов выполнения соединения.
- •Силовые схемы соединений.
- •Показатели качества соединений.
- •Технологические методы соединения болтовых высокоресурсных соединений
- •Технологический процесс клепки.
- •Технология выполнения высокоресурсных клеевых и клеесварных соединений.
- •Изготовление конструкций с сотовым заполнителем.
- •Изготовление сотового заполнителя.
- •Контроль качества сотовых агрегатов.
- •Изготовление узлов с заполнителем в виде пенопласта.
- •Процессы выполнения комбинированных соединений.
- •Точность и технико-экономические показатели различных методов базирования.
- •Раздел 4. Теория и практика разработки автоматизированных систем технологической обработки. Глава 11.
- •§1. Понятие о системах сао/сам/сае (сквозные сапр).
- •§2. Анализ современных подходов к разработке сапр-тп. Обзор разработок алгоритмического комплекса сапр-тп.
- •§3. Автоматизированная технологическая подготовки производства в авиастроении.
- •§4. Организационное обеспечение сапр
- •§5. Разработка сапр-тп на базе идей типизации
- •§6. Стратегия, концепция, принципы cals
- •§7. Этапы жизненного цикла изделий и развитие cals.
- •§8. Причины появления и принципы cals.
- •Глава 12. Автоматизация подготовки производства в концепции cals-технологий. §1. Основные принципы.
- •§2. Реализация процессов в системе pdm.
- •Основные характеристики
- •§3. Постановка задачи классификации объектов.
- •§4. Алгоритмы формирования классификационных группировок.
- •Глава 13. Задачи оптимального проектирования в сапр технологического назначения.
- •§1. Математические модели оптимального проектирования.
- •§2. Методы решения задач оптимального проектирования. Методы классического анализа.
- •Метод множителей Лагранжа.
- •Динамическое программирование.
- •Линейное программирование.
- •Затраты времени на обработку одного изделия для каждого из типов оборудования
- •Метод ветвей и границ.
- •Глава 14. Проектирование оптимальных технологических процессов для гибкого автоматизированного производства.
- •Глава 15. Автоматизация проектирования процессов сборки. Математическая модель сборки и ее свойства.
- •Список литературы
Затраты времени на обработку одного изделия для каждого из типов оборудования
Тип оборудования |
Затраты времени (станко-час) на изготовление одного изделия вида |
Общий фонд рабочего времени оборудования (4) |
||
А |
В |
С |
||
Фрезерное |
2 |
4 |
5 |
120 |
Токарное |
1 |
8 |
6 |
280 |
Сварочное |
7 |
4 |
5 |
240 |
Шлифовальное |
4 |
6 |
7 |
Таблица
3.3.
|
Прибыль (руб.) |
10 |
14 |
12 |
|
Тогда для производства такого количества изделий потребуется затратить: 2х1+4х2+5х3 станко-часов фрезерного оборудования.
Так как общий фонд рабочего времени станков данного типа не может превышать 120, то должно выполняться неравенство
2х1+4х2+5х3≤120
Аналогичные рассуждения относительно возможного использования токарного, сварочного и шлифовального оборудования приведут к следующим неравенствам:
х1+8х2+6х3≤280
7х1+4х2+5х3≤240
4х1+6х2+7х3≤360
При этом, так как количество изготовляемых изделий не может быть отрицательным, то х1≥0, х2≥0, х3≥0.
Далее, если будет изготовлено х1 единиц изделий вида А, х2 единиц изделий вида В и х3 единиц изделий вида С, то прибыль от их реализации составит
F=10х1+14х2+12х3
Таким образом, приходим к следующей математической задаче: дана система
2х1+4х2+5х3≤120,
х1+8х2+6х3≤280, (15)
7х1+4х2+5х3≤240,
4х1+6х2+7х3≤360
четырех линейных неравенств с тремя неизвестными хj (j=1,3) и линейная функция относительно этих же переменных
F=10х1+14х2+12х3; (16)
требуется среди всех неотрицательных решений системы неравенств (15) найти такое, при котором функция (16) примет максимальное значение.
Метод ветвей и границ.
Метод ветвей и границ заключается в разбиении конечного множества, на котором ищется экстремум, на несколько подмножеств и в выяснении перспективности каждого из них. Если подмножество неперспективно, оно исключается из рассмотрения. Если в подмножестве может находиться экстремум, оно подвергается дальнейшему разбиению и исследованию. Разбиение и исследование продолжаются до тех пор, пока не будет выявлена единственная наилучшая точка. Исключение из рассмотрения неперспективных точек обуславливает направленность перебора. В большинстве задач дискретного программирования оценки перспективности подмножеств точек могут быть только приближенными. Если применяются излишне оптимистические оценки перспективности, перебор начинает приближаться к полному, увеличиваются потери на поиск. Если правила выбора перспективных ветвей излишне пессимистические, то снижается надежность определения экстремума.
Рассмотрим использование метода ветвей и границ для определения оптимальной последовательности фрезерования поверхностей.
Определение последовательности фрезерования отдельных поверхностей и их совокупностей является достаточно сложной задачей. Это обусловлено большим количеством факторов, влияющих на последовательность обработки и неясностью связей между факторами, затрудняющих выявление закономерностей построения последовательностей обработки.
Эту задачу трансформируем в задачу минимизации холостых перемещений инструмента. Такой подход возможен потому, что последовательность обработки будем искать в рамках установки, т.е. вопросы, связанные с определением поверхностей базирования и закрепления, решены.
Сокращение длины холостых перемещений является одним из резервов увеличения производительности труда. Под холостым перемещением понимается движение фрезы между двумя рабочими перемещениями. Одним рабочим перемещением может обрабатываться как одна, так и совокупность поверхностей (карман, колодец, контур) (рис. 3.2).
Все множество холостых перемещений для данной установки, имеющей n рабочих перемещений, можно представить в виде ориентированного графа
_
G=(c, U),
у которого: с – множество вершин (множество рабочих перемещений); U – множество ориентированных дуг (наличие дуги указывает на возможность перемещения от одного рабочего перемещения к другому).
В реальных условиях граф G не является полным, так как существуют условия, запрещающие перемещения. К этим условиям можно отнести: расположение элементов базирующих и закрепляющих устройств; нежелательное изменение внутренних напряжений и перераспределение жесткости системы СПИД; выделение большого количества тепла, затрудняющего получение необходимой шероховатости и точности и т.д.
Задача минимизации холостых перемещений ставится в терминах дискретного программирования и формулируется следующим образом.
Минимизировать целевую функцию
n n
Σ Σ Cij Xij,
i=1 j=1
где Сij=∞.
Через Сij>0 обозначим расстояние между рабочими перемещениями i и j. Сij=∞, если «прямого» маршрута между перемещениями i и j не существует. В некоторых случаях Сij≠Сji, т.е. начало обработки не совпадает с окончанием.
Булевы, перемещенные Xij, определяются следующим образом:
I,
если цикл включает холостое перемещение
от рабочего перемещения i
к j
; 0,
в противном случае.
Xij=
Переменные удовлетворяют условиям:
, i є {1,2,…,n} (отход) , j є {1,2,…,n} (подход)
Xij – неотрицательные целые при любых i и j.
Решение-цикл
Условие Сii=∞ принимается для того, чтобы исключить возможность появления в оптимальном решении значений Xii=I, не имеющих смысла.
Наилучшие результаты при решении поставленной задачи были получены при использовании метода ветвей и границ.
Существует несколько модификаций метода ветвей и границ. Здесь рассмотрим метод «задания маршрутов», так как для его применения нет необходимости решать предварительную задачу линейного программирования о назначениях. Для определения нижней оценки оптимального значения целевой функции применяется метод, основанный на том, что расстояние должно быть, по крайней мере, равно сумме Cij при Xij=1 плюс сумма наименьших Cij в остальных случаях.
Алгоритм определения оптимального цикла, реалиизующий метод задания маршрутов, имеет вид: Сформировать список задач и для каждой задачи из этого списка проделать следующие шаги.
Шаг 1.
Прекратить вычисления, если основной список пуст. В противном случае выбрать одну задачу и вычеркнуть ее из основного списка.
Шаг 2.
Определить нижнюю оценку целевой функции для любого цикла, порождаемого выбранной задачей. Если же нижняя оценка больше или равна X0t, то принять X0t+1 и вернуться к шагу 1. В противном случае перейти к шагу 3.
Шаг 3.
Если текущее решение определяет цикл, то зафиксировать его, принять X0t+1 равным соответствующему значению целевой функции и вернуться к шагу 1. В противном случае перейти к шагу 4.
Шаг 4.
При наличии возможности выбрать переменную Хhk, не входящую в текущее решение, такую, что Сhk<∞ при условии, что Хhk=1 не приводит к образованию подцикла на переменных, уже вошедших в решение. При таком выборе внести в основной список задач две задачи.
Рис. 3.17.
Каждую из этих задач принять идентичной задаче, выбранной на шаге 1, за исключением лишь того, что в одну из них ввести изменение Сhk=∞, а в другую – условие Хhk=1 и изменение Сkh=∞. Принять X0t+1= X0t и вернуться к шагу 1.
По приведенному алгоритму была составлена программа и проведен ряд экспериментов на электронно-вычислительной машине. Результаты экспериментов показали большую эффективность программы в смысле нахождения оптимального цикла, но при этом очень быстро возрастает время счета с увеличением размерности
задачи. На рис. 3.17 представлена траектория, сформированная с помощью этого алгоритма, для изображенной детали.