Способы создания адаптивных модулей для технологической подготовки производства

СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ АДАПТИВНЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА Р.В. Бондаренко, В.В. Богданов

Введение

К современному производству предъявляются все более строгие требования, которые должны обеспечить выпуск высококачественной продукции, отвечающей современному уровню развития науки и техники. К этим требованиям относятся: усложнение конструкции изделий, повышение точности и качества их изготовления; снижение трудоемкости, себестоимости, увеличение долговечности и надежности и т.п. Выполнить эти требования можно на основе комплексной автоматизации технической и технологической подготовки производства. В настоящее время главным направлением автоматизация ТПП является применение информационных технологий, основанных на РЬМ-решениях.

При автоматизации технологической подготовки используются как универсальные, так и специализированных подсистемы ТПП, и делается попытка интеграции этих подсистем в единую автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП). Сложность создания специализированных подсистем ТПП заключается, главным образом, в необходимости учета специфики предприятия и высокой динамики развития. Учет специфики предприятия заключается в анализе проблемной среды (ПС), создании модели проблемной среды и фиксации модели в базах данных и знаний.

Высокая динамика развития специализированных подсистем заключается в последовательном повышении уровня автоматизации, расширении функциональных возможностей и устранении алгоритмических и программных ошибок. Поэтому целесообразно, с одной стороны, создавать подсистемы, которые можно достаточно просто адаптировать, а с другой стороны - иметь методику и инструментарий для выполнения необходимой адаптации подсистемы.

Анализ существующих подсистем ТПП, в частности САПР технологических процессов, показал, что механизмы адаптации могут быть разработаны к следующим компонентам подсистем ТПП:

• модули ввода данных;

• модули вывода результатов;

• модули, реализующие интерфейс подсистемы;

• модули обработки данных;

• модули обработки знаний;

Рассмотрим способы адаптации к этим модулям, но предварительно дадим общее определение самой адаптации. Под адаптацией понимается возможность настройки систем проектирования технологических процессов на конкретные условия конкретных предприятий и на уровень развития САПР ТП.

Адаптация по входу

Одной из важных особенностей систем проектирования технологических процессов является возможность гибкого ввода данных. Для этого комплекс параметров, которые необходимо ввести в систему, фиксируется в специальном шаблоне. С помощью специальной процедуры на базе шаблона и словаря параметров выводится на экран форма с входными параметрами для ввода значений параметров. При развитии системы может потребоваться расширение или изменение состава входных параметров. В данном случае адаптация к новому составу входных элементов может быть выполнена следующим образом:

• меняется состав параметров в шаблоне, который хранится в базе данных, универсальная процедура ввода остается без изменений;

• если необходимо использовать при вводе новые параметры, то информация о них (атрибуты параметра - обозначение, тип, длина, размерность и т.д.) фиксируется в словаре. Универсальная процедура позволяет вводить параметры в соответствии с их атрибутами;

• целесообразно внутренне описание объектов выражать в виде XML-документа. Следовательно, создавая входной XML-документ, можно, применяя фильтры и шаблоны, изменить входной интерфейс для ввода параметров. Изменения внутренней структуры объекта не отражается на работе модулей, использующих внутреннее описание, так как информация для этих модулей поставляется путем использования фильтров, например, с помощью языка XSL.

Адаптация по выходу

На любом предприятии используется большое количество документов, которые являются результатом проектирования технологических процессов. При этом часто формат выходных документов может изменяться, дополняться новой информацией. Для этого удобно отдельно хранить модели бланков всех выходных документов. В модели бланка содержится информация о том, где и какие параметры фиксировать в ячейках документа. Такой подход упрощает работу с документами в случае необходимости изменения формата документа. При наличии гибкой структуры выходных данных, выраженной в виде XML-документа, подобрав соответствующие фильтры (Xlink, X pointer, XSL), можно выбрать информацию, необходимую для фиксации в заданном документе. В частности, для вывода технологических карт можно с помощью Excel загружать XML-документ и, применяя бланк для заданной технологической карты, выводить на экран заполненную технологическую карту.

Адаптация к проблемной среде

Проблемная среда не является стабильной: меняются технологии, средства технологического оснащения, материалы и т.д. Ведение баз данных позволяет сохранять адекватность модели ПС самой проблемной среде применительно к решаемым задачам. Таким образом, осуществляется адаптация АСТПП к проблемной среде. В процессе адаптации систем выполняется заполнение соответствующих баз. В базу данных заносится информация об имеющемся на данном предприятии технологическом оснащении. Характерной особенностью информационно-поисковых систем технологического назначения является большое количество наборов данных с разнообразной структурой. Целесообразно проверить возможность выражения этих наборов в виде XML-документов, что позволит достаточно просто корректировать структуру набора данных, а также создавать удаленные базы данных.

Для ускорения проектирования технологических процессов целесообразно создать архив ТП, причем сам технологический процесс выражать в виде XML-документа, что позволяет достаточно просто вводить изменения в технологический процесс. Кроме того, появляется возможность сделать удаленным архив технологических процессов.

Адаптация по знаниям

Использование экспертных систем и систем принятия решений позволяет провести адаптацию по знаниям и последовательно накапливать знания о технологической подготовке конкретного предприятия. Накопление знаний позволяет последовательно

повышать интеллектуальный уровень подсистем ТПП. Представляется целесообразным разработать системы принятия решений, основанные на табличных алгоритмах (рис. 1-5). В частности, табличные алгоритмы могут храниться в виде ХМЬ-документов, что позволит создавать удаленные базы знаний. Использование этого аппарата адаптации позволяет развивать функциональную среду, повысить уровень самих систем и интегрировать их между собой.

Характер оЭраВотки Ппавн ый угол в плане q> в град Скорость резания vb м/мин

1 Наружное 45-БО 34 30 25 22 19 1Б 14 12

п ро д ол ь но е точение эо 26 22 1 9 16,5 14 123 1 О J6 9

2. 45-БО 30 26 23 20 17 14.5 12;5 10,0

Растачиван не ЭО 23 20 1 7 14,7 12.7 103 Э .5 В ,1

3. Поперечное ТПиРИМР 45-БО ЗБ 31 27 23 20 17 14,7 12,6

iилсппс (d/D 0.8-1 .0) 90 27 23 20 1 7 14.7 12.7 1 1 95

4. Поперечное 45-БО 40 .Б 35.0 30,5 25,9 22 .Б 192 1 В JB 14,2

точение (с№ 0.5 - 0.7) ЭО 30,5 25 ,Э 22,Б 1Э ,2 1Б ,6 143 12,4 10,7

5. Поперечное 45-БО 42,4 ЗБ ,5 31 ,8 27,1 23,6 20 Р 173 14,6

точение (dffl 0-0,4) 90 31 э 27.1 23,Б 20,0 17.3 143 123 1 1 ,2

СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ Сталь жаропртная Х18Н9Т(ЭЯ1 Т). Резцы из стали Р18. Точение и растачивали КАРТА Г, п

Глубина резания t в мм до Пцдача SB mmíoB до

1,0 0,26 0,35 0,45 0,59 0,77 1 - -

2,1 0,2 0,26 0,35 0,45 0,59 0,77 1 -

4,4 0,15 0,2 0,26 0,35 0,45 0,59 0,77 1

9,0 - 0,15 0,2 0,26 0,35 0,45 0,59 0,77

16,0 - - 0,15 0,2 0,26 0,35 0,45 0,59

коэффициент налтия i*,v пэи/п аыма Условия работы С охлаждением Без охлаждения

Коэффициент! Kov 1,0 0,9

• ?.\ml voisjon " 1 îg' tododing=''Windows.»-1231 fljpt

-•..тлш.к •••

<par> В --Запись--Ц? í

<levl> </levl> S --Уровень структуры--1

<lcv2> </lev2> % --№ огЕераг^ии-->

<lev3> </lev3> Ш» -- Р перекода --

<name> </name> H --Наименование —

<oboz> </oboz> A --Обозначение -|Дь-.

<otn> </otn> --Отношение — -уЦ^я

<vel> </vel> i --Величина

<ra/.m> </razm> A? --Размерность — ^Ji^É

kl </ld> Щ --Классификатор--

</par>

¡•¿.ТЛГП fv-

Рис. 1. Примеры таблиц. На таблицах приведен расчет режимов резания

Твп Номер

1 1 t; Глубина резания, [мы);

1 2 S; Подача, [ми oój;

1 3 N; Характер обработки;

! 4 F; Главный угол б плане, [град];

I от 0 до ] .0 tor 1.1 до 2.1 1<уг2.2до4.4 t от 4 5 до 9 О [ от 9 1 до Ii.0 Sot 0 05 до 0.15 S oí 0.16 до 0.20 S ot 0.2] до 0.2Í Sor 0.27 до 0.35 S ог 0.36 до 0 45 Sor 0.46 до 0.59

Тип Hgijep Значение

20 2 9¡2;S|3:7|4;6

20 3 10;2;9|3;8;4;7|5;б

20 4 112;103:94;S5;7

20 5 12j2;ll|3;10|4;9;5;B

20 6 13[2;12|3;11|4;10|5;9

20 7 2; 13[3;12|4;11|5;10

20 S 3;13|4;12|5;11

XML - МОДЕЛЬ

<?xml versLon="1.0" ene о ding=" windows-1251"?> <?xml-stylesheet type^text/xsl1 href=l kartal3.xsl'?>

<TABLE> - начало таблицы

<ROW> - строка с заголовком

<TYPE>-1 </TYPE>

<DATA>КАРТА 13.. </DATA> - заголовов

</ROW>

<ROW> - строка таблицы

<TYPE> (тип объекта) </TYPE> <NO> {номер объекта) </NO> <DATA> {значение) < / DATA>

</ROW> <ROW>

<TYPE> {тип объекта) </TYPE> <NO> {номер объекта) </NO> <DATA> {значение) < j D ATA>

</ROW>

</TABLE> - конец таблицы

Рис. 2. XML-модель ТП

Рис. 3. Модуль редактирования таблиц

Рис. 4. Модуль ввода запросов

г ;> У

Р v.s.nl

Операция Ла 5: Токарно oqifiaw Переход № 1: Отрезать

Н <н см е н о в я ш I е

Наименов ание переходя Код перехода Тпп перехода Кош пес тв о одновременно обрабатываемых поверхности Количество последовательно обрпбптывпемых повфхностеО Код обрабатываемого объекта Обрабатываемый объект Обозначение размеров обрабатываемых поверхностей Код дополнит, информации Дополнительная информация об объекте

Код способа выпали, перехода Способ выполнения проект

Обозн. Отн.

HAJIM = Отрезать

КодП = 1б~

ТипП = РП

Вел.

Выбор режимов резания - Microsoft Internet Explorer

-Jià*J

Выбор режимов резания

V. мм-мин

8, ММ'МИН

з. мм/об п, об мин |

Расчитать | Занести |

Кл.

6i 63

64

64

65

65

69

спос

<>i>

Рис. 5. Выбор режимов резания в модуле просмотра и редактирования

операционной технологии

Заключение

Система автоматизированного решения технологических задач должна развиваться и постепенно охватывать новые объекты, для которых проектируются технологические процессы, методы обработки, оборудование, инструмент. Она должна развиваться

в функциональном отношении, т.е. охватывать автоматизацией новые технологические задачи и углублять содержание старых. Только тогда будет выдерживаться один из важнейших общесистемных принципов построения САПР - принцип непрерывного развития системы. Принимая во внимание, что бюджет любого предприятия ограничен, требуется наилучшее соотношение цена/качество. Временным компромиссом в данной ситуации может стать создание Web-приложений и Web-сервисов, которые предоставляют любому клиенту, имеющему браузер, полноценный доступ к системе.

Удаленная работа с технологическими процессами посредством почти любого браузера дает возможность создавать виртуальные рабочие места, а также предоставляет средства для масштабирования подобного рода технологических систем. Одним из важных аспектов подобного рода приложений является использование стандартных коммуникационных протоколов. Тем самым обеспечивается совместимость почти любых программно-аппаратных платформ, что является плюсом при современных темпах развития информационных и промышленных технологий.

Практика внедрения сложных САПР показывает, что их целесообразно внедрять в несколько этапов. На первом этапе на основе базовой системы должен разрабатываться рабочий вариант системы с минимальным уровнем автоматизации. В процессе эксплуатации системы, кроме решения технологических задач, должны заполняться и использоваться базы данных, формирование которых является трудоёмким процессом. Когда сформированы базы данных для следующего этапа автоматизации, необходимо произвести компоновку системы с более высоким уровнем автоматизации.

Компоненты системы необходимо создавать на основе единого лингвистического, информационного и программного обеспечения, а формирование баз данных осуществлять с помощью информационно-поисковой системы технологического назначения.

Программное обеспечение системы должно быть построено по модульному принципу и представлять собой пакет прикладных программ, из которых можно будет генерировать рабочую программную систему для условий конкретного предприятия. Таким образом, система должна обладать адаптацией по входной информации, по выходной информации, к проблемной среде и по знаниям, что позволит системе развиваться.