Автоматизированная система технического контроля конструкторской документации

_Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1_

УДК 004.891

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Ю.В. Французова, А.Г. Трошина

Рассмотрены современные подходы к повышению эффективности технического контроля за счет применения средств автоматизации. Проведен анализ эффективности контроля с точки зрения выявления недостатков проектируемого изделия на различных этапах его жизненного цикла, а также ошибок, устраняемых на различных этапах контроля. Разработано программное обеспечение - экспертная система для выбора оптимального с точки зрения технической корректности варианта конструкции.

Ключевые слова: технический контроль, автоматизация, экспертная система,

САПР.

Рост номенклатуры проектируемых изделий, повышение их сложности увеличивают объем проектных работ. При этом на практике весьма часты случаи недостаточно глубокой проработки возможных вариантов, что требует длительного процесса доработки конструкции и затрат значительных средств, в результате чего снижается эффективность производства.

Совершенствование процесса проектирования во многом определяет качество изделий и их эффективность. Одной из главных задач проектирования является создание надежных экономичных изделий. Разработка современных средств автоматизации проектирования подразумевает обеспечение поддержки подготовки конструкторской документации. Качество конструкторской документации является одним из необходимых условий обеспечения изготовления продукции требуемого стабильного качества.

Системы автоматизированного проектирования позволяют значительно снизить процент допускаемых конструктором ошибок, однако не могут полностью избавить от необходимости контроля конструкторской документации. Контроль конструкторской документации будет тем более действенным и эффективным, чем больше критериев качества он будет охватывать. Тщательная разработка и проведение контроля конструкторской документации повышают ее качество, обеспечивающее [1, 2]:

- оптимальность и технологичность конструктивной проработки изделия;

- взаимозаменяемость его составных частей, создающую условия для кооперирования и специализации производства;

- повышение эффективности производства за счет уменьшения затрат на контроль и снижение брака;

- единство и однозначность прочтения содержащейся в конструкторских документах информации.

Все это гарантирует стабильное производство продукции установленного технического уровня и требуемого качества.

В соответствии с диаграммой (рис. 1), построенной на основании данных, изложенных в [5], видно, что эффективность контроля несоответствий на этапе проектирования составляет всего 46 %. Следовательно, необходимо обеспечить максимальное качество выполнения самых ранних этапов подготовки производства, а именно этапа разработки конструкторской документации.

Эффективность контроля

80%

63% 46%

Эксплуатация Серийное Опытное Разработка КД

производство производство

Рис. 1. Эффективность контроля на различных этапах жизненного

цикла изделия

Основным результатом этапа проектирования является получение комплекта конструкторской документации на изделие. Анализируя различные процедуры контроля, направленные на повышение эффективности выявления несоответствий на этапе разработки конструкторской документации, можно заметить, что наибольшая доля ошибок, составляющая 19 % от общего числа (рис. 2), выявляется в соответствии с [5] на этапе технического контроля.

Принимая во внимание, что чертеж выполнен с учетом требований стандартов ЕСКД и других нормативных документов, при техническом контроле необходимо проверить [3, 6]:

- форму и изображение на чертеже изделия и его составных частей;

- необходимое и достаточное число проставленных размеров и обозначений, правильность их расположения относительно базовых поверхностей;

- сопряжение размеров деталей со сборочным чертежом, проверив размерные цепи с учетом предельных отклонений и обеспечив взаимозаменяемость входящих в узел деталей;

- правильность выбора и обозначения на чертеже материала, а также его применяемость в соответствии с ограничительными стандартами;

187

Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1

- оптимальность назначения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

- содержание технических требований чертежа (к покрытиям, термообработке, испытаниям, клеймению, требованиям техники безопасности, например указания о притуплении острых кромок и др.);

- соответствие позиций, указанных на чертеже, позициям в спецификации;

- правильность графики и четкость линий, возможность снятия с чертежа качественного подлинника электрографическим способом;

- правильность заполнения основной надписи чертежа и оформление ее необходимыми подписями должностных лиц.

Рис. 2. Распределение доли выявления ошибок на этапе отработки конструкторской документации

После обнаружения ошибок в чертежах и их устранения необходимо проверить влияние внесенных в чертежи изменений на сопрягаемые элементы конструкции и необходимость корректировки ранее проверенных чертежей и текстовых документов. Как видно из рис. 3, при обнаружении несоответствий после прохождения конструкторской документацией каждого вида контроля проводятся процедура доработки и повторное выполнение технического контроля.

Данная процедура повторяется до тех пор, пока не будут устранены ошибки, найденные при технологическом, метрологическом и нормокон-троле [4]. В ходе исследования был проведен технический контроль выпускных квалификационных и дипломных работ.

По результатам анализа свыше 200 машиностроительных чертежей формата А1 были выявлены виды конструктивных несоответствий, представленные на рис. 4.

Выпуск изделия

Рис. 3. Место технического контроля в системе контроля качества

конструкторской документации

Виды конструктивныхошибок

Изобр. Посадки Основная Размеры Изобр. Допуски Прочее станд. надпись деталей

деталей

Рис. 4. Виды конструктивных ошибок в КД

Как видно, число конструктивных ошибок весьма велико и снижает качество проектных решений. Следовательно, необходима разработка средств информационной поддержки, обеспечивающих принятие оптимальных конструктивных решений в процессе проектирования.

Одним из средств обеспечения качества и стандартизации проектных решений является их заимствование. При этом новое решение базируется на ранее разработанных и проверенных в процессе производства и эксплуатации изделий. Поэтому одним из способов повышения качества проектных решений может быть создание обширной справочной базы данных, содержащей основные проектные решения наиболее часто встречающихся элементов конструкций. В то же время такая база сама по себе не будет выполнять функций повышения квалификации и обучения конструктора. С данной целью в базу необходимо внести образцы как правильных, так и ненедопустимых проектных решений, снабженных комментариями. Комментарии для ошибочных проектных решений содержат краткое описание допущенных в них несоответствий.

Для снижения количества несоответствий в конструкторской документации была разработана экспертная система выбора оптимального варианта конструкции, которая предназначена для информационной под-

_Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1_

держки выбора оптимального конструктивного решения. Система позволяет в диалоговом режиме выбрать наиболее правильный вариант исполнения отдельных деталей или конструкции в целом. Были созданы базы данных чертежей типовых конструкторских решений с рекомендациями по их применению, основанные на требованиях норм и стандартов.

Для классификации решений было разработано дерево вывода, позволяющее в режиме "вопрос-ответ" быстро и эффективно как проверить элемент конструкторской документации, так и создать новый (рис. 5).

установка деталей на одной шейке вала

Поверхности под головки болтов и винтов

соединение деталей из мягких материалов

Фиксация рычага относительно вала

Рис. 5. Пример дерева вывода

Предложенная система позволяет найти аналог проектного решения и комментарий, поясняющий его выбор.

Применение в промышленности предложенной системы позволит снизить трудоемкость работ, повысить эффективность производства за счет уменьшения затрат времени на контроль, а также снизить количество брака.

Автоматизация проектирования элементов технологических систем и процессов

Список литературы

1. Балабанов А.Н. Контроль технической документации. М.: Изд-во стандартов, 1984. 96 с.

2. Кохановский В.Д., Дзюман-Грек Ю.Н. Конструкторский контроль чертежей. М.: Машиностроение,1988.

3. Войтоловский В.Н., Федотов В.Н. Организация технического контроля на промышленных предприятиях. М.: Изд-во стандартов, 1983. 216 с.

4. Барканова Д.С., Тихомиров Ю.С. Порядок и правила разработки, оформления и обращения конструкторской документации. М.: Изд-во стандартов, 1992.

5. Разумнов И.М., Трайнев В., Баранчеев В. Организация управления качеством проектных работ. Тула: Приокск. кн. изд-во, 1979.

6. Французова Ю.В., Трошина А.Г. Повышение эффективности технического контроля с использованием информационных технологий // Труды Всероссийской научно-технической конференции "Интеллектуальные и информационные системы" (Интеллект-2016) / Тульский государственный университет. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 192 - 194.

Французова Юлия Вячеславовна, канд. техн. наук, доц., iulianna_1204@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

Трошина Анна Геннадьевна, канд. техн. наук, доц., atroshinaamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

AUTOMATED SYSTEM OF TECHNICAL CONTROL OF DESIGN DOCUMENTATION

Y. V. Frantsuzova, A. G. Troshina

Describes the current approaches to the improvement of efficiency of the technical control using the means of automation. It was made the analysis of efficiency of the control from the point of view defining of the faults of the designed object within different stages of its life cycle. Also it was defined the faults that can be eliminated within different stages of the control. It was developed the software - expert system for choosing of the optimal from the point of view technical propriety of the design option.

Key words: technical control, automation, expert system, CAD.

Frantsuzova Yulia Vyacheslavovna, candidate of technical sciences, docent, julianna 1204a jvail.ru, Russia, Tula State University,

Troshina Anna Gennad'evna, candidate of technical sciences, docent, atroshi-na@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University