Автоматизированное проектирование трехмерных геометрических моделей

Автоматизированное проектирование трехмерных геометрических моделей Ломовская Е. В. , Алешкова Е. Н.

2Ломовская Елена Владиславовна /Lomovskaya Elena Vladislavovna - заведующая отделением очного обучения, Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области Волгодонский техникум металлообработки и машиностроения;

2Алешкова Елена Николаевна /Aleshkova Elena Nikolaevna - заведующая учебной частью,

Волгодонский инженерно-технический институт, филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», г. Волгодонск

Аннотация: в статье рассматривается разработка программного комплекса, включающего

интеллектуальную подсистему и подсистему трехмерного геометрического моделирования и позволяющего принимать эффективные проектные решения с учетом разработанных методов и алгоритмов интеллектуальной поддержки при принятии решений, основанных на знаниях экспертов-проектировщиков, с использованием системы визуализации для вывода информации о проектном решении на основе компьютерных методов обработки информации о трехмерных геометрических моделях. Применение правил размещения и компоновки технологического оборудования с учетом экономических, экологических, технологических и геометрических ограничений позволяет повысить эффективность существующих систем с учетом страны, в которой будет осуществляться производство изготавливаемых типов продукции, имеющихся зданий и помещений и других параметров.

Ключевые слова: трехмерное моделирование, компьютерная графика, автоматизированное

проектирование.

Современные производства имеют разнообразные конфигурации технологического оборудования, зависящие от выпускаемых типов продукции и характеризующиеся большой номенклатурой выпускаемых продуктов для каждой производственной линии. Ужесточение требований к охране окружающей среды и нарастание конкурентной борьбы, обостряющей требования к высокому качеству и низкой стоимости товаров, влияют на необходимость повышения результативности при принятии решений и учета многих факторов при проектировании, модернизации и перенастройке различных видов производств.

Таким образом, разработка программного комплекса для проектирования много-ассортиментных производств является актуальной задачей, решением которой является разработка алгоритмов и методов синтеза и анализа производств материалов, осуществляющих поддержку принятия решений специалистом по синтезу при компоновке и размещении технологического оборудования [1].

Гибкий проблемно-ориентированный программный комплекс, включающий методы, алгоритмы и программы геометрических макромоделей позволяет решить задачу компоновки и размещения технологического оборудования сложного перенастраиваемого много-ассортиментного производства [2].

Функциональная структура программного комплекса описывает взаимодействие модулей и интерфейсов.

Информационное обеспечение включает в себя базы данных и базу знаний, включающую правила размещения и компоновки агрегатов производственных линий (рис. 1). Для анализа синтезированных производственных систем разработаны библиотеки математических моделей агрегатов.

интерфейс проектировщика

Модуль выбора модели цеха и моделей

производственных линий

I

Модуль просмотра линий в цехе

Модуль размещения и компоновки агрегатов

Модуль визуализации трехмерных геометрических моделей производственных линий

1 БЗ правил А ( размещения и / \ ^ А компоновки 1 агрегатов Модуль формирования рекомендаций по выбору компоновке и размещению оборудования

Модуль добавления записей в БД

Модуль

редактирования БД

Модуль добавления правил в БЗ

Модуль

редактирования БЗ

интерфейс инженера по знаниям

Рис. 1. Функциональная структура программного комплекса

Тестирование программного комплекса осуществлялось на примере проектирования, модернизации и перенастройки линий ламинации, печати, грануляции, выдувной и плоскощелевой экструзии завода «Mondi Gronau GmbH», расположенного в Германии (рис. 2).

Рис. 2. Трехмерная модель завода

Примеры разработанных трехмерных моделей линий по производству полимерных пленок представлены на рисунках 3, 4.

Рис. 3. Трехмерная модель линии выдувной экструзии

Рис. 4. Трехмерная модель линии печати

Проверка правильности расположения агрегатов осуществляется при сравнивании значений координат размещения, рассчитанных математическим и программным обеспечением системы проектирования, со значениями координат, полученными в результате расчета специалистами по синтезу без использования разработанного программного комплекса (рис. 5).

Рис. 5. Геометрическое описание метода проверки на нахождение технологического оборудования в пределах цеха

синтезируемой системы

Проверка адекватности подтверждает работоспособность указанных видов обеспечения и возможность применения системы проектирования для компоновки и размещения технологического оборудования при синтезе производственных линий.

Результаты тестирования показали возможность использования разработанного программного комплекса для автоматизированного проектирования линий, что позволит внедрить ее в опытно-промышленную эксплуатацию на заводах.

Литература

1. Иванов А. Б. Интегрированная система обучения и проектирования многоассортиментных производств полимерных пленок.: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. тех. Наук. / А. Б. Иванов; С.-Петерб. техн. ин-т. - СПБ.: ИК «Синтез», 2008. - 20 с.

2. Чистякова Т. Б., Иванов А. Б., Колерт К. Система автоматизированного проектирования трехмерной геометрической модели перенастраиваемого производства полимерных пленок. // Информационные технологии. 2005. № 12. С. 2-6.

3. Раувендаль К. Экструзия полимеров. СПб.: Профессия, 2006. 800 с.

4. Ломовская О. В., Иванов А. Б., Чистякова Т. Б. Интеллектуальная система проектирования интерактивной модели завода по производству полимерных пленок. // Научно-практическая конференция, посвященная 184-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). (Санкт-Петербург, 29 - 30 ноября 2012 г.). СПб: Изд-во СПбГТИ (ТУ), 2012. С. 154-155.